再入彈道目標(biāo)跟蹤是彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心問題,跟蹤系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響著對彈道導(dǎo)彈的攔截成功率。跟蹤的任務(wù)就是解決如何從觀測設(shè)備(如衛(wèi)星、雷達(dá)、傳感器等)中得到的混雜有干擾與噪聲的觀測信號里及時、準(zhǔn)確的恢復(fù)出目標(biāo)的運(yùn)動信息,這個過程也稱作濾波。20世紀(jì)60年代初提出的Kalman濾波是基于時域狀態(tài)空間模型下的最優(yōu)自回歸遞推算法,這種濾波算法克服了維納濾波無法對多變量、非平穩(wěn)隨機(jī)過程進(jìn)行估計(jì)及只適于頻域的缺點(diǎn),適用于計(jì)算機(jī)實(shí)時遞推計(jì)算,因此廣泛應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤、導(dǎo)航測算、自動控制等領(lǐng)域。本文以再入彈道目標(biāo)跟蹤這一典型的非線性濾波為應(yīng)用背景,研究了Kalman濾波及其常見改進(jìn)算法在此問題中的應(yīng)用情況。 數(shù)學(xué)模型是研究濾波問題的基礎(chǔ)。模型是否精確直接影響濾波估計(jì)精度,甚至影響濾波器穩(wěn)定性。本文從Kalman濾波狀態(tài)空間模型中的動力學(xué)模型入手,分析多種常見目標(biāo)模型的原理、特點(diǎn),結(jié)合傳感器坐標(biāo)系下觀測方程特性,針對非線性條件下目標(biāo)動力學(xué)模型和觀測模型在不同坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換時存在的問題,探討研究了基于混合坐標(biāo)系下對再入彈道目標(biāo)跟蹤的解決方法。推導(dǎo)了再入彈道目標(biāo)在三維ENU坐標(biāo)系下的狀態(tài)空間模型和二維垂...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 再入彈道目標(biāo)跟蹤的數(shù)學(xué)模型
    2.1 機(jī)動目標(biāo)跟蹤的狀態(tài)空間模型
        2.1.1 目標(biāo)跟蹤的運(yùn)動(動力)學(xué)模型
        2.1.2 目標(biāo)跟蹤的典型運(yùn)動(動力)學(xué)模型
        2.1.3 目標(biāo)跟蹤的觀測模型
        2.1.4 目標(biāo)狀態(tài)模型與觀測模型坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換問題
    2.2 再入彈道目標(biāo)跟蹤的參考坐標(biāo)系
    2.3 再入彈道目標(biāo)跟蹤的狀態(tài)空間模型
        2.3.1 動力學(xué)分析
        2.3.2 再入彈道目標(biāo)的動力學(xué)模型
        2.3.3 三維ENU坐標(biāo)系下再入彈道目標(biāo)的狀態(tài)空間模型及彈道仿真
        2.3.4 二維垂直平面再入彈道目標(biāo)的狀態(tài)空間模型及彈道仿真
    2.4 彈道系數(shù)對再入彈道目標(biāo)跟蹤的影響
        2.4.1 彈道系數(shù)的含義
        2.4.2 彈道系數(shù)的估計(jì)
第三章 再入彈道目標(biāo)跟蹤的濾波方法
    3.1 目標(biāo)跟蹤中的濾波方法
    3.2 Kalman濾波算法
        3.2.1 貝葉斯濾波通式
        3.2.2 Kalman濾波的MAP準(zhǔn)則推導(dǎo)
        3.2.3 Kalman濾波的預(yù)測-修正自回歸過程
    3.3 Kalman濾波算法在再入彈道目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用
        3.3.1 Kalman濾波器改進(jìn)算法及應(yīng)用情況
        3.3.2 再入彈道目標(biāo)跟蹤的性能評估準(zhǔn)則
        3.3.3 擴(kuò)展Kalman濾波對再入彈道目標(biāo)的跟蹤
        3.3.4 無跡Kalman濾波對再入彈道目標(biāo)的跟蹤
        3.3.5 仿真試驗(yàn)及結(jié)論
    3.4 UKF雙向?yàn)V波改進(jìn)算法在再入彈道目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用
        3.4.1 Rauch-Tung-Striebel平滑器
        3.4.2 URTSS-UKF雙向?yàn)V波算法
        3.4.3 仿真試驗(yàn)及結(jié)論
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：3993480