基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪方法技术

本发明专利技术针对临近空间高超声速目标跟踪问题，提供了一种基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪方法。该方法以气动力预测模型匹配滑翔跳跃式轨迹生成模型，依据每个时刻受到升力、阻力、重力获得实时x、y、z加速度估计，并预测下一时刻的状态，利用新的量测进行滤波更新，依次类推，实现对滑翔式目标跟踪。该方法利用滑翔跳跃式轨迹产生的气动力学原理建立相匹配的预测模型，从机理上要比传统利用匀速或匀加速的预测模型要准确，跟踪精度高；该方法可以与现有的EKF、Singer模型、IMM算法机动目标跟踪方法结合，改善这些方法的跟踪精度。改善这些方法的跟踪精度。改善这些方法的跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】
基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪方法


[0001]本专利技术隶属于雷达目标检测跟踪研究领域，适用于解决高超声速滑翔跳跃式机动目标跟踪问题。

技术介绍

[0002]飞船返回舱、高超声速导弹等飞行器具有速度快、距离远、滑跃式机动的特点，无论是地面测控还是预警探测，对这类飞行器的准确预报，可实现高精度测控和预警，是地基雷达需要不断提高和改进的关键问题。
[0003]雷达目标跟踪需要对测量的雷达数据进行滤波处理，以降低跟踪误差，滤波方法以卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波为主。机动目标跟踪是雷达目标跟踪中的关键技术之一，机动目标跟踪方法有交互多模型、Singer模型等，这些模型的目标运动模型一般以匀速或匀加速对目标下一个状态进行预测，而高超声速滑翔式机动轨迹与传统的飞行器轨迹有差别，同时也具有一定的规律。
[0004]针对这一问题，本专利技术提供一种基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪模型，该方法以动力学模型和气动模型相匹配为原则，根据临近空间高超声速目标气动力学轨迹生成原理，构建与目标气动轨迹相匹配的预测模型，依次提高目标跟踪精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪方法，其特征在于包括以下技术措施：(1)首先利用逻辑法进行航迹起始；(2)航迹起始完成后，利用两点法进行滤波的初始化，估计出目标x、y、z方向的位置、速度、加速度状态估计信息，获得初始化状态估计X00，其中X00定义为设置过程噪声q，确定量测矩阵H，并初始化滤波协方差P00；(3)将获得状态估计、滤波协方差定义为X00、P00；(4)利用气动力预测模型匹配滑翔跳跃式轨迹生成模型，预测下一时刻目标的状态，具体方法为41)计算目标的速度估计42)将状态向量X00中的z作为高度估计，根据目标高度，计算对应的大气密度ρ，计算大气密度时采用1976年美国标准大气层模型计算不同高度时的大气密度，计算方法为ρ＝ρ0exp(
‑
B
·
H)其中，ρ0＝0.0034/0.0624B＝1/22000H＝z/0.3048ρ0为地表气体密度，H为高度，B为比例系数，0.0624为磅/英尺3和千克/米3换算关系；43)根据目标的速度和目标所在处的大气密度，计算气动升力L和气动阻力D，具体计算公式如下：公式如下：式中，C
L
是气动升力系数，C
D
为气动阻力系数，A飞行器空气迎面接触的面积，单位平方米，ρ为大气密度；44)将气动升力和阻力沿着x、y、z方向分解，具体的，将飞行器受到的气动升力在x、y、z三个方向进行分解，得到三个方向进行分解，得到L
z
＝Lsin(θ
L
)将飞行器受到的气动阻力在x、y、z三个方向进行分解，得到将飞行器受到的气动阻力在x、y、z三个方向进行分解，得到D
z
＝Dsin(θ
D
)45)通过求出重力、升力、阻力在x、y、z各个方向的合力，进而得到飞行器在x、y、z三个
方向上的加速度a
x
(k)＝(L
x
+D
x
)/ma
y
(k)＝(L
y
+D
y
)/ma
z
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴巍，薛冰，刘丹丹，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：