【摘要】：隨著遠(yuǎn)程精確打擊武器的發(fā)展,現(xiàn)代戰(zhàn)爭對各國預(yù)警和攔截?cái)撤竭h(yuǎn)程武器的能力提出了更高的要求。天基紅外預(yù)警系統(tǒng)能通過探測導(dǎo)彈的主動(dòng)段尾焰對其進(jìn)行定位跟蹤,有助于對來襲導(dǎo)彈的早期預(yù)警攔截。我國對天基紅外預(yù)警系統(tǒng)上的研究和部署開展較晚,預(yù)警衛(wèi)星的跟蹤精度亟待提高,覆蓋全球的導(dǎo)彈預(yù)警網(wǎng)也還在部署當(dāng)中,因此需要開展彈道式目標(biāo)跟蹤方法研究。論文主要對紅外預(yù)警系統(tǒng)對彈道式目標(biāo)的跟蹤問題開展研究。建立濾波器的狀態(tài)方程和測量方程,設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的目標(biāo)跟蹤濾波器,分析不同傳感器參數(shù)對目標(biāo)跟蹤精度的影響。針對非高斯測量噪聲條件下的目標(biāo)跟蹤問題,推導(dǎo)魯棒容積濾波,設(shè)計(jì)目標(biāo)跟蹤濾波器。針對測量信息時(shí)延問題,提出針對一步隨機(jī)時(shí)延系統(tǒng)的高階容積卡爾曼濾波,設(shè)計(jì)目標(biāo)跟蹤濾波器。通過蒙特卡洛仿真驗(yàn)證兩種方法的有效性。首先,系統(tǒng)調(diào)研中美兩國的天基紅外預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、非線性濾波理論的研究現(xiàn)狀,并對非線性濾波理論的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,給出彈道式目標(biāo)跟蹤問題的研究背景及意義。其次,針對彈道式目標(biāo)跟蹤問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,定義常用坐標(biāo)系,并給出各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;以“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型作為機(jī)動(dòng)目標(biāo)模型,推導(dǎo)得到了其離散形式方程;依據(jù)預(yù)警相機(jī)測量原理和衛(wèi)星和目標(biāo)間的相對位置關(guān)系建立測量模型。然后,研究擴(kuò)展卡爾曼濾波方法,給出擴(kuò)展卡爾曼濾波方法的一般流程。依據(jù)已建立的數(shù)學(xué)模型,確定濾波器的狀態(tài)方程和測量方程,設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的目標(biāo)跟蹤濾波器。針對不同影響要素對目標(biāo)跟蹤精度的影響進(jìn)行蒙特卡洛數(shù)學(xué)仿真,統(tǒng)計(jì)蒙特卡洛仿真結(jié)果,對不同情況下的目標(biāo)跟蹤精度進(jìn)行評估和分析。最后,給出高階容積卡爾曼濾波的一般流程,研究Huber-Based濾波理論和測量信息一步隨機(jī)時(shí)間延遲處理方法。使用Huber-Based濾波方法改進(jìn)高階容積卡爾曼濾波,推導(dǎo)魯棒高階容積濾波方法,設(shè)計(jì)目標(biāo)跟蹤濾波器。利用一步隨機(jī)時(shí)間延遲處理方法改進(jìn)高階容積卡爾曼濾波,提出針對一步隨機(jī)時(shí)延系統(tǒng)的高階容積卡爾曼濾波方法。進(jìn)行蒙特卡洛數(shù)學(xué)仿真,驗(yàn)證兩種方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ765;TJ86

【參考文獻(xiàn)】

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1 崔乃剛;張龍;王小剛;楊峰;盧寶剛;;自適應(yīng)高階容積卡爾曼濾波在目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用[J];航空學(xué)報(bào);2015年12期

2 鐘宇;吳曉燕;黃樹彩;吳建峰;李成景;;紅外預(yù)警衛(wèi)星彈道導(dǎo)彈主動(dòng)段探測能力[J];紅外與激光工程;2015年11期

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本文編號：2696297