螺旋機(jī)動(dòng)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)估計(jì)方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展對(duì)各國(guó)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提出了極大的挑戰(zhàn)。為了增強(qiáng)突防能力，現(xiàn)代的TBM目標(biāo)可以在再入段產(chǎn)生大過(guò)載的螺旋機(jī)動(dòng)，極大的增加了對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)的難度。首先，目標(biāo)再入大氣層時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)有強(qiáng)烈電磁干擾的臨近空間，且高速運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的紅外熱效應(yīng)，必須采用只能得到角度測(cè)量值的紅外導(dǎo)引頭進(jìn)行探測(cè)，使得系統(tǒng)狀態(tài)變量的可觀性很低；其次，目標(biāo)再入速度極快使得末制導(dǎo)時(shí)間很短，而現(xiàn)有的估計(jì)器存在較大的誤差和延遲，難以滿足末制導(dǎo)精度和實(shí)時(shí)

2、性的要求。本文針對(duì)TBM目標(biāo)再入段的螺旋機(jī)動(dòng)估計(jì)及相關(guān)問(wèn)題，對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性建模、系統(tǒng)的可觀性及影響因素、估計(jì)算法以及估計(jì)器性能進(jìn)行了較為全面的分析和研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下。
　　首先，分析了TBM目標(biāo)再入段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并建立了機(jī)理模型。建立目標(biāo)落點(diǎn)慣性坐標(biāo)系，以該坐標(biāo)系為慣性基準(zhǔn)建立視線系下的彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，給出了目標(biāo)螺旋機(jī)動(dòng)在目標(biāo)落點(diǎn)慣性系中的三維描述形式，并投影到視線系中，建立了機(jī)動(dòng)加速度的機(jī)理模型，并給出了該機(jī)理模型的

3、簡(jiǎn)化描述方法。
　　其次，進(jìn)行了末制導(dǎo)系統(tǒng)的可觀性分析。將交會(huì)角引入到彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程中，利用可觀性矩陣分別分析了影響彈目相對(duì)距離和目標(biāo)機(jī)動(dòng)加速度可觀性的因素，以及不同交會(huì)角下系統(tǒng)狀態(tài)變量的可觀度，并設(shè)計(jì)了能夠提高系統(tǒng)可觀性的導(dǎo)引律。
　　然后，對(duì)目標(biāo)螺旋機(jī)動(dòng)估計(jì)方法展開(kāi)研究。針對(duì)目標(biāo)螺旋機(jī)動(dòng)幅值時(shí)變的問(wèn)題，并為兼顧估計(jì)精度和收斂速度，設(shè)計(jì)了基于切換策略的過(guò)程噪聲自適應(yīng) EKF估計(jì)器；并考慮到過(guò)程噪聲可以等效為模型誤差，在假

4、設(shè)測(cè)量噪聲統(tǒng)計(jì)特性已知的情況下，將預(yù)測(cè)控制思想引入到濾波方法中，對(duì)模型誤差（即過(guò)程噪聲）進(jìn)行預(yù)測(cè)與校正，并與傳統(tǒng)的EKF算法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了非線性預(yù)測(cè)EKF估計(jì)器；分別對(duì)兩種方法進(jìn)行了仿真和比較，并進(jìn)行了協(xié)方差約束條件分析。
　　最后，利用伴隨方法分析了估計(jì)器性能。建立混合連續(xù)離散的估計(jì)器的伴隨模型，在時(shí)域下分析了估計(jì)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，包括誤差傳播特性、系統(tǒng)參數(shù)和估計(jì)器參數(shù)的選取對(duì)估計(jì)誤差和延遲的影響；在頻域下建立由真實(shí)目標(biāo)機(jī)動(dòng)到機(jī)