再入目標(biāo)的跟蹤定位與軌跡預(yù)報(bào)研究.pdf

1、利用地面觀測(cè)設(shè)備對(duì)再入目標(biāo)進(jìn)行快速精確的跟蹤定位并準(zhǔn)確預(yù)報(bào)軌跡一直是國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究的內(nèi)容，同時(shí)在航天器安全回收、導(dǎo)彈防御等領(lǐng)域也是極其重要的工程問(wèn)題。目前的難點(diǎn)存在于對(duì)再入目標(biāo)的準(zhǔn)確建模和高效穩(wěn)定的濾波算法兩個(gè)方面。本文以航天飛船和導(dǎo)彈的再入為研究背景，針對(duì)再入飛行段的運(yùn)動(dòng)建模與濾波、軌跡預(yù)報(bào)等若干問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　隨著對(duì)再入目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性認(rèn)識(shí)的不斷提高以及先進(jìn)跟蹤算法的不斷涌現(xiàn)，本文對(duì)當(dāng)前整體的研究狀況進(jìn)行總結(jié)，并多方面進(jìn)行了

2、仿真分析。在運(yùn)動(dòng)建模方面，吸取傳統(tǒng)目標(biāo)建模方法的優(yōu)點(diǎn)，從動(dòng)力學(xué)建模和機(jī)動(dòng)特性建模兩種方式出發(fā)，通過(guò)對(duì)再入目標(biāo)空氣動(dòng)力和重力準(zhǔn)確建模，建立了包含彈道系數(shù)的動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)對(duì)再入運(yùn)動(dòng)物理機(jī)理和歷史數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析，完成了目標(biāo)的機(jī)動(dòng)特性建模。在濾波算法方面，首先根據(jù)再入運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了適用于再入跟蹤的非線性濾波算法，對(duì)常用的EKF算法進(jìn)行了深入分析，該算法雖然步驟簡(jiǎn)單、計(jì)算速度快、使用范圍廣，但通過(guò)雅克比矩陣的計(jì)算可以得出對(duì)于簡(jiǎn)單再入運(yùn)動(dòng)

3、方程已經(jīng)相當(dāng)繁瑣，在運(yùn)動(dòng)方程更加復(fù)雜時(shí)此項(xiàng)計(jì)算甚至?xí)y以實(shí)現(xiàn)，EKF并不適用于再入目標(biāo)跟蹤。然后通過(guò)仿真算例對(duì)比了EKF、UKF和SRCDKF三種算法的跟蹤性能，得出了UKF和SRCDKF在收斂速度和跟蹤精度方面明顯優(yōu)于EKF。在軌跡預(yù)報(bào)方面，首先介紹了廣泛用于彈道落點(diǎn)預(yù)報(bào)的橢圓彈道法和微分方程組計(jì)算法，針對(duì)再入目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，得出微分方程組計(jì)算法更適合再入目標(biāo)的軌跡預(yù)報(bào)，然后設(shè)計(jì)跟蹤濾波和數(shù)值積分算法，通過(guò)軌跡預(yù)報(bào)仿真實(shí)驗(yàn)，分析了影響軌