目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法技术

本发明专利技术公开了一种目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法。火控系统在航迹滤波前都会对测量装置探测到的数据进行预处理，若某一时刻存在缺失的目标数据或需要剔除的坏点，必须根据其前几个时刻测量值对漏点进行补点。经实际应用验证，目标做变加速运动时，匀速直线和匀加速直线运动的外推公式预测误差较大，远不能满足预测精度要求。本发明专利技术采用了系统辨识中的最小二乘参数辨识方法，获得变加速直线运动的4点和5点的一步外推预测公式，对缺失的目标数据进行递推预测，有效减小了测量数据缺失对火控系统造成的影响。本发明专利技术不局限应用于火控系统，可应用于其他已知变加速运动模型的缺失数据预测上。

【技术实现步骤摘要】
目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法
本专利技术属于目标航迹滤波
，特别涉及一种目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法。
技术介绍
在火控系统中，炮弹命中目标的前提是对目标的准确跟踪。由于火控系统实时性要求较高，航迹滤波对目标状态进行跟踪与预测前提是每个采样时间点上都有新的测量数据送入，如果由于测量装置故障或受到较大干扰，某一时刻没有数据送入，或送入的值为坏点(不可用的点)，必须根据其前几个时刻测量值对漏点进行补点，即一步外推预测。火控系统中常假定目标运动为匀速直线或匀加速直线运动。对于这两种常见的运动方式，目前可直接根据其一步外推预测公式对当前时刻的一步外推预测。但若目标做变加速运动，加速度的变化使得对当前时刻测量值的补点难度增加。经实际火控系统应用发现，此时若继续使用现有外推公式进行预测误差已经很大，远不能满足对目标的精准跟踪。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种解决变加速运动目标一步外推误差较大问题的一步外推预测方法。实现本专利技术目的的技术方案为，一种目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，包括以下步骤：步骤1、对跟踪目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对跟踪目标建立坐标系并进行受力分析，获取目标沿各个坐标轴方向的运动方式；步骤2、针对步骤1获得的变加速运动，利用牛顿第二定律获取其加速度随时间的变化规律；步骤3、根据当前探测到目标点的个数判断航迹建立状态；步骤4、根据步骤3获得的航迹建立状态，确定航迹滤波当前时刻是否需要补点及补点时用于外推的点的个数；步骤5、根据步骤4获得的用于外推的点的个数，并结合步骤2的加速度随时间的变化规律，对补点值进行预测。

【技术特征摘要】
1.一种目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对跟踪目标建立坐标系并进行受力分析，获取目标沿各个坐标轴方向的运动方式；步骤2、针对步骤1获得的变加速运动，利用牛顿第二定律获取其加速度随时间的变化规律；步骤3、根据当前探测到目标点的个数判断航迹建立状态；步骤4、根据步骤3获得的航迹建立状态，确定航迹滤波当前时刻是否需要补点及补点时用于外推的点的个数；步骤5、根据步骤4获得的用于外推的点的个数，并结合步骤2的加速度随时间的变化规律，对补点值进行预测。2.根据权利要求1所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，步骤1所述对跟踪目标建立坐标系具体为：以探测跟踪设备的站心为坐标原点，Z轴与地球椭球法线重合，Y轴与地球椭球短半轴重合，X轴与地球椭球长半轴重合。3.根据权利要求1所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，所述运动方式包括匀速运动、匀加速运动、变加速运动。4.根据权利要求1所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，步骤2所述利用牛顿第二定律获取变加速运动随时间的变化规律具体为：由F合＝ma0式中，F合为跟踪目标所受外力的合力，m为目标质量，a0为目标运动的加速度；获得a0随时间t变化的关系式为：a0＝c0+c1t式中，c0,c1在系统采样周期为定值时为常数。5.根据权利要求1所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，步骤3所述根据当前探测到目标点的个数判断航迹建立状态，具体为：若探测到目标点的个数大于等于预设阈值p，则航迹建立状态为已建立航迹；反之为未建立航迹。6.根据权利要求5所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，所述p＝5。7.根据权利要求5所述的目标航迹数据预处理中变加速运动的一步外推预测方法，其特征在于，步骤4所述根据步骤3获得的航迹建立状态，确定航迹滤波某一时刻是否需要补点及补点时用于外推的点的个数，具体为：步骤4-1、根据步骤3获得的航迹建立状态，确定航迹滤波某一时刻是否需要补点，具体为：(1)若航迹建立状态为未建立航迹，且当前时刻探测设备未探测到新的目标点，则航迹滤波当前时刻需要补点；(2)若航迹建立状态为已建立航迹，则航迹滤波当前时刻是否需要补点，具体为：(2-1)若当前时刻探测设备未探测到新的目标点，则航迹滤波当前时刻需要补点；(2-2)若当前时刻探测设备探测到新的目标点，则首先判断探测到的新的目标点xo(k)是否为坏点，所用公式为：式中，表示新的目标点xo(k)不是坏点，表示新的目标点xo(k)为坏点；D,ε,β分别为球坐标系下探测到的目标斜距、高低角和方位角，σD,σε,σβ分别为对应的设备测量精度，为补点值；若新的目标点xo(k)为坏点，则航迹滤波当前时刻需要补点，反之不需要补点；步骤4-2、确定步骤4-1中所有补点情况各自所需用于外推的点的个数，具体为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，王军，徐玲，常韶飞，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32