基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法技术

基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法，涉及航迹回溯领域。本发明专利技术是为了解决现有的航迹回溯方法无法同时获得导弹的发射点、关机点以及落地点，同时现有技术选取的运动模型与真实目标的运动差别较大，从而导致无法准确的获得完整的弹道轨迹的问题。本发明专利技术包括：获取待回溯的弹道轨迹每个时刻弹道轨迹的数目，若每个时刻弹道轨迹数目均一致则表示弹道轨迹没有中断直接获取导弹轨迹的关机点、落地点和发射点信息，若出现与其他时刻不一致的弹道轨迹数目则该时刻弹道轨迹中断则对弹道轨迹进行关联补全，然后获得补全后的弹道轨迹的关机点、发射点、落地点信息；最后根据获取的信息对告警事件进行溯源。本发明专利技术用于弹道轨迹回溯和告警事件溯源。回溯和告警事件溯源。回溯和告警事件溯源。

【技术实现步骤摘要】
基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法


[0001]本专利技术涉及航迹回溯领域，特别涉及基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法。

技术介绍

[0002]弹道导弹是一种特别的导弹，通常在火箭发动机推力的作用下按照预定程序飞行，当火箭发动机主动关闭或者燃料燃尽后按照自由抛物体轨迹飞行。弹道导弹的飞行过程一般分为主动段和被动段。主动段是导弹在火箭发动机推力和制导系统作用下，从导弹发射点起飞到火箭发动机关机时的飞行路径。被动段包括自由飞行段和再入段，是导弹按照主动段终点获得的给定的速度和弹道仪角作惯性飞行，到最终弹头落地起爆时的路径。在整个弹道导弹目标航迹中，发射点、关机点以及落点至关重要，但实际作战环境中我们并不能够获得目标的完整航迹，因此如何通过已有的部分航迹回溯估计出弹道导弹发射点、关机点以及落点的参数具有重要的意义。
[0003]目前仅限于单独利用单个阶段的运动模型求解发射点、关机点或者落地点，而无法同时获得导弹的发射点、关机点以及落地点，同时现有技术在获取发射点或关机或落地点所选取的运动模型与真实目标的运动差别较大，从而导致无法准确的获得完整的弹道轨迹。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是为了解决现有的航迹回溯方法无法同时获得导弹的发射点、关机点以及落地点三个点，而且现有技术在获取发射点或关机点或落地点所选取的运动模型与真实目标的运动差别较大，从而导致无法准确的获得完整的弹道轨迹的问题，而提出了基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法。
[0005]基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法具体过程为：
[0006]步骤一、获取待回溯的弹道轨迹每个时刻的弹道轨迹的数目，若每个时刻弹道轨迹的数目均一致则表示弹道轨迹没有中断则执行步骤四，若出现与其他时刻不一致的弹道轨迹数目则该时刻弹道轨迹中断则执行步骤二；
[0007]步骤二、对中断的弹道轨迹进行关联获得轨迹补全分配方式：
[0008]步骤二一、对中断的弹道轨迹进行粗关联获取有效关联组合；
[0009]步骤二二、根据有效关联组合进行细关联获得轨迹补全分配方式；
[0010]步骤三、根据步骤二获得的轨迹补全分配方式将中断的弹道轨迹进行补全获得补全的弹道轨迹B并执行步骤四；
[0011]步骤四、根据步骤一获得没有中断的待回溯的弹道轨迹A或步骤三获得的补全的弹道轨迹B对导弹的关机点、发射点、落地点进行估计，获得估计的导弹的发射点、关机点和落地点信息；
[0012]步骤五、获取告警事件中导弹的发射点、关机点和落地点信息，并分别获取估计的
导弹发射点与告警事件中导弹发射点的相似度、估计的导弹关机点与告警事件中导弹关机点的相似度、估计的导弹落地点与告警事件中导弹落地点的相似度，并根据相似度确定真实告警信息。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术首先考虑了目标群的轨迹特性与其内部结构、数量质量、初始状态、受力情况的关系，根据目标主体运动过程呈阶段性的特点，在不同阶段下根据目标群的运动特性对目标航迹进行了分阶段建模，获得与真实目标运动差别较小的运动模型。同时本专利技术考虑到真实环境下所获得的航迹数据存在中断的情况，提出了一种中断航迹关联与补全的算法对中断的弹道轨迹进行补全获得完整的弹道轨迹，从而可以同时获得导弹的发射点、关机点以及落地点。本专利技术在已知某几个告警事件的情况下，通过二维分配方法获得与告警事件对应的群航迹号，从而锁定目标所在的群，从而获得了准确的告警事件，提升了告警事件的识别准确率。
附图说明
[0015]图1为单航迹回溯结果示意图；
[0016]图2为弹道导弹主动段跟踪方法结构图；
[0017]图3为外推回溯示意图；
[0018]图4为仿真弹道航迹示意图；
[0019]图5为中断关联补全后的航迹示意图；
[0020]图6为原始的各个目标航迹图；
[0021]图7中断关联补全后的各个目标航机图；
[0022]图8为仿真的单个目标部分航迹；
[0023]图9为仿真的各目标航迹示意图；
[0024]图10为仿真的群航迹示意图。
具体实施方式
[0025]具体实施方式一：本实施方式基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法具体过程为：
[0026]步骤一、获取待回溯的弹道轨迹每个时刻的估计的弹道轨迹的数目，若每个时刻弹道轨迹的数目均一致则表示弹道轨迹没有中断则执行步骤四，若出现与其他时刻不一致的弹道轨迹数目则该时刻弹道轨迹中断则执行步骤二；
[0027]步骤二、对中断的弹道轨迹进行关联获得补全分配方式；
[0028]步骤三、根据步骤二获得的补全分配方式将中断的弹道轨迹进行补全获得补全的弹道轨迹B并执行步骤四；
[0029]步骤四、根据步骤一获得没有中断的待回溯的弹道轨迹A或步骤三获得的补全的弹道轨迹B对导弹的关机点、发射点、落地点进行估计，获得估计的导弹的发射点、关机点和落地点信息；
[0030]步骤五、获取告警事件中导弹的发射点、关机点和落地点信息，并分别获取估计的导弹发射点与告警事件中导弹发射点的相似度、估计的导弹关机点与告警事件中导弹关机
点的相似度、估计的导弹落地点与告警事件中导弹落地点的相似度，并根据相似度确定真实告警信息。
[0031]具体实施方式二：所述步骤二中的对中断的弹道轨迹进行关联获得补全分配方式，包括以下步骤：
[0032]步骤二一、对中断的弹道轨迹进行粗关联获取有效关联组合：
[0033]步骤二一一、获取弹道轨迹中断前的片段轨迹记为老航迹：
[0034][0035]其中，表示k时刻老航迹的集合，表示第n'条老航迹，N是老航迹的总数量；
[0036]“老航迹”为因缺少测量点迹与之相关，已经确定为终结的航迹，即为中断前的弹道轨迹片段；
[0037]步骤二一二、获取弹道轨迹中断后的片段轨迹记为新航迹：
[0038][0039]其中，表示k时刻新航迹的集合，表示第m'条新航迹，M是新航迹的数量；
[0040]步骤二一三、利用步骤二一一获得的老航迹和步骤二一二获得的新航迹获取k时刻老航迹和新航迹所有关联航迹组合：
[0041][0042][0043][0044]其中，Φ
T
为所有新老航迹关联组合，为第n'条老航迹片段，是第m'条新航迹片段，表示的是老航迹集中第n
’
条老航迹的起始时刻，表示的是老航迹集中第n
’
条老航迹的终止时刻，表示的是新航迹集中第m
’
条新航迹的起始时刻，表示的是新航迹集中第m
’
条新航迹的终止时刻，老航迹和新航迹是同一目标一条航迹上中断的前后两条航迹段；后两条航迹段；是第n'条老航迹上航迹点的向量，是第m'条新航迹上航迹点的向量。
[0045]步骤二一四、利用步骤二一三获得的所有关联航迹组合对同一目标一条航迹上中断的前后两条航迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法，其特征在于所述方法具体过程为：步骤一、获取待回溯的弹道轨迹每个时刻的弹道轨迹的数目，若每个时刻弹道轨迹的数目均一致则表示弹道轨迹没有中断则执行步骤四，若出现与其他时刻不一致的弹道轨迹数目则该时刻弹道轨迹中断则执行步骤二；步骤二、对中断的弹道轨迹进行关联获得轨迹补全分配方式：步骤二一、对中断的弹道轨迹进行粗关联获取有效关联组合；步骤二二、根据有效关联组合进行细关联获得轨迹补全分配方式；步骤三、根据步骤二获得的轨迹补全分配方式将中断的弹道轨迹进行补全获得补全的弹道轨迹B并执行步骤四；步骤四、根据步骤一获得没有中断的待回溯的弹道轨迹A或步骤三获得的补全的弹道轨迹B对导弹的关机点、发射点、落地点进行估计，获得估计的导弹的发射点、关机点和落地点信息；步骤五、获取告警事件中导弹的发射点、关机点和落地点信息，并分别获取估计的导弹发射点与告警事件中导弹发射点的相似度、估计的导弹关机点与告警事件中导弹关机点的相似度、估计的导弹落地点与告警事件中导弹落地点的相似度，并根据相似度确定真实告警信息。2.根据权利要求1所述的基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法，其特征在于：所述步骤二一中的中断的弹道轨迹进行粗关联获取有效关联组合，包括以下步骤：步骤二一一、获取弹道轨迹中断前的片段轨迹记为老航迹：其中，表示k时刻老航迹的集合，表示第n'条老航迹，N是老航迹的总数量；步骤二一二、获取弹道轨迹中断后的片段轨迹记为新航迹：其中，表示k时刻新航迹的集合，表示第m'条新航迹，M是新航迹的数量；步骤二一三、利用步骤二一一获得的老航迹和步骤二一二获得的新航迹获取k时刻老航迹和新航迹所有关联航迹组合：航迹所有关联航迹组合：航迹所有关联航迹组合：其中，Φ
T
为所有新老航迹关联组合，为第n'条老航迹片段，是第m'条新航迹片段，是老航迹集中第n
’
条老航迹的起始时刻，表示的是老航迹集中第n
’
条老航迹的终止时刻，表示的是新航迹集中第m
’
条新航迹的起始时刻，表示的是新航迹集中第m
’
条
新航迹的终止时刻，新航迹的终止时刻，是第n'条老航迹上航迹点的向量，是第m'条新航迹上航迹点的向量；老航迹和新航迹是同一目标一条航迹上中断的前后两条航迹段；步骤二一四、利用步骤二一三获得的所有关联航迹组合对同一目标一条航迹上中断的前后两条航迹段进行速度匹配获得有效关联组合：其中，其中，为老航迹后向递推位置分量，为新航迹前向递推位置分量，和分别为同一目标的一条航迹上中断的老航迹的终止时刻和新航迹的起始时刻，v
max
为目标先验最大速度，C1为常数。3.根据权利要求2所述的基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法，其特征在于：所述步骤二二中的根据有效关联组合进行细关联获得轨迹补全分配方式，包括以下步骤：步骤二二一、设定比较时刻：二一、设定比较时刻：二一、设定比较时刻：其中，表示第n
’
条老航迹的起始时间，表示第m
’
条新航迹的起始时间，表示第n
’
条老航迹的终止时间，表示第m
’
条老航迹的终止时间，s
’
是每条老航迹的终止时刻，e
’
是每条新航迹的起始时刻；步骤二二二、将老航迹的终止时刻外推至比较时刻，将新航迹的起始时刻回溯至比较时刻，获得外推后老航迹的状态预测值和回溯后新航迹的状态预测值，并获得状态预测值差值：首先，通过导弹自由段运动模型利用四阶龙格库塔法将老航迹的终止时刻外推S
o
＝t
c
‑
s'步，获得老航迹末端状态外推至比较时刻t
c
的状态预测值然后，通过导弹自由段运动模型利用四阶龙格库塔法将新航迹的起始时刻回溯S
y
＝e'
‑
t
c
步，获得新航迹起始时刻状态回溯至比较时刻t
c
的状态预测值最后，获得状态预测差值：步骤二二三、利用步骤二二二获得的状态预测差值和步骤二一获得的有效关联组合构
建二维全局最优分配问题：C(n',m')＝
‑
log(exp(
‑
0.5*|Δ
n'm'
|))其中，C()是代价函数矩阵，a(n',m')是二元关联变量；a(n',m')的赋值方式如下：将n'和m'代入步骤二一获得有效关联组合公式中，若有效关联组合公式成立则a(n',m')＝1，若有效关联组合公式不成立则a(n',m')＝0；步骤二二四、采用拍卖算法对步骤二二三构建的二维全局最优分配问题求解获得轨迹补全分配方式。4.根据权利要求3所述的基于交互式模型的航迹回溯及告警事件溯源方法，其特征在于：所述步骤三中的根据步骤二获得的轨迹补全分配方式将中断的弹道轨迹进行补全获得补全的弹道轨迹B，包括以下步骤：步骤三一、将待识别参数初始化w'、i'、j'初始化为w0'和i0'、j0'；其中，w0'是初始化后的匀速转弯模型的角速度w'，i0'是初始化后的匀速转弯模型的起始时刻i'，j0'是初始化后的匀速转弯模型的终止时刻j'；步骤三二、获取关于待识别参数w'、i'、j'的目标函数：其中，e'是老航迹终止时刻，s'新航迹起始时刻，是新航迹与老航迹之间缺失的状态序列，为新航迹起始时刻s'的状态值；步骤三三、迭代计算步骤三二获得的目标函数直至目标函数小于预设阈值，获得待识别参数数w'、i'、j'，迭代计算方法如下：步骤三三一、固定i'和j'，采用遗传算法计算w'；步骤三三二、固定w'为步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅，简雨婷，权晓岚，张英静，张耀东，李宇航，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：