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基于推力加速度模板的主动段弹道跟踪方法 被引量：18
1
作者 张涛 安玮 +1 位作者 周一宇 李骏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期385-389,共5页
对弹道导弹的主动段跟踪是导弹防御中重要的环节。针对此问题提出了一种基于推力加速度模板的主动段跟踪算法,该算法需要主动段推力加速度信息支持。给出了一种简捷的推力加速度模板构建方法。利用近常速运动模型描述了导弹运动特性,解... 对弹道导弹的主动段跟踪是导弹防御中重要的环节。针对此问题提出了一种基于推力加速度模板的主动段跟踪算法,该算法需要主动段推力加速度信息支持。给出了一种简捷的推力加速度模板构建方法。利用近常速运动模型描述了导弹运动特性,解决了对导弹发射时间的估计问题和模板概率的递推计算问题,并将该方法应用到空间预警系统中,通过仿真验证了该方法具有较好的识别效果,位置和速度估计误差都接近于CRLB限。 展开更多
关键词 导弹防御 弹道跟踪 KALMAN滤波
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基于自适应IMM算法的高超声速飞行器轨迹预测 被引量：13
2
作者 魏喜庆 王社阳 李瑞康 《上海航天》 2016年第2期27-31,共5页
针对非弹道式高超声速飞行器的周期跳跃运动特点,提出了一种基于多种运动模型的自适应交互多模型(IMM)方法对目标运动状态进行估计。建立了目标的常速度、常加速度、Singer和蛇形机动模型,以及雷达的量测模型。自适应IMM算法包括混合概... 针对非弹道式高超声速飞行器的周期跳跃运动特点,提出了一种基于多种运动模型的自适应交互多模型(IMM)方法对目标运动状态进行估计。建立了目标的常速度、常加速度、Singer和蛇形机动模型,以及雷达的量测模型。自适应IMM算法包括混合概率计算、输入融合(混合交互)、模型条件滤波、模型概率更新和滤波估计融合等步骤。算法融合了Singer和蛇形机动模型,能较好地适应有幅值变化和频率衰减的模型状态估计,并用滤波估值和双正弦和函数拟合加速度,进一步递推目标运动轨迹。仿真结果表明:自适应IMM算法对高超声速目标有较好的弹道跟踪和预测精度。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 轨迹预测 自适应交互多模型 Singer模型 蛇形机动模型 弹道跟踪 预测精度
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基于滑模变结构的弹道跟踪制导律设计 被引量：12
3
作者 张大元 雷虎民 +2 位作者 吴玲 邵雷 李炯 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期721-727,共7页
针对防空导弹弹道跟踪问题,基于滑模变结构理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,采用弹道坐标变量而不是时间变量对导弹质点运动模型线性化,得到允许扰动范围更大的线性化模型;接着,基于单输入线性系统滑模变结构控制理论设计滑模面和... 针对防空导弹弹道跟踪问题,基于滑模变结构理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,采用弹道坐标变量而不是时间变量对导弹质点运动模型线性化,得到允许扰动范围更大的线性化模型;接着,基于单输入线性系统滑模变结构控制理论设计滑模面和制导指令,并给出制导系统工作原理;最后,在一定干扰作用下,将所设计的跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,从模型优劣、抑制随机风干扰能力、鲁棒性等方面进行分析,并与线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)跟踪制导律进行了比较,结果表明,该线性化模型与以时间为自变量的线性化模型相比具有一定优势,且滑模制导律对模型不确定性具有更好的鲁棒性。 展开更多
关键词 弹道跟踪 制导律 滑模控制 防空导弹
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主动段弹道定位与跟踪算法 被引量：11
4
作者 张涛 安玮 周一宇 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期11-16,共6页
针对预警卫星测量方程的非线性,利用传统方法(如EKF)不可避免地会带来线性化误差.该文提出了几何定位卡尔曼滤波(GL-KF)方法,在主动段弹道位于过地心平面的假设下,根据2颗卫星的角度测量解算出导弹位置,将测量方程转化为线性模型,减小... 针对预警卫星测量方程的非线性,利用传统方法(如EKF)不可避免地会带来线性化误差.该文提出了几何定位卡尔曼滤波(GL-KF)方法,在主动段弹道位于过地心平面的假设下,根据2颗卫星的角度测量解算出导弹位置,将测量方程转化为线性模型,减小了测量方程非线性所带来的估计误差.在得到位置信息后,利用Kalman Filter实现对主动段导弹的跟踪.通过Monte-Carlo仿真可以看出,该方法较之EKF滤波有更好的估计精度. 展开更多
关键词 弹道跟踪 空间预警 KALMAN滤波
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基于UKF的主动段弹道跟踪算法 被引量：9
5
作者 张涛 安玮 周一宇 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期15-18,共4页
利用预警卫星视线(LOS)测量对弹道导弹目标的跟踪问题是空间预警系统的关键技术.提出了基于弹体旋转的主动段动力学运动方程,解析表达了导弹推力加速度值和导弹在重力作用下姿态的变化特性.引入一种新的滤波估计算法UKF,通过特别选取一... 利用预警卫星视线(LOS)测量对弹道导弹目标的跟踪问题是空间预警系统的关键技术.提出了基于弹体旋转的主动段动力学运动方程,解析表达了导弹推力加速度值和导弹在重力作用下姿态的变化特性.引入一种新的滤波估计算法UKF,通过特别选取一些样点,给出随机变量经过非线性变化后的均值和方差,得到滤波器基于非线性方程的更新,避免了非线性方程的线性化.通过Monte-Carlo仿真,与其它算法比较,说明该算法具有更好的适应能力,跟踪性能更好,适用于空间预警系统. 展开更多
关键词 弹道跟踪 空间预警 无迹卡尔曼滤渡
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多级助推段弹道导弹的轨迹仿真 被引量：7
6
作者 钮俊清 单奇 《雷达科学与技术》 2011年第2期144-149,共6页
弹道导弹的跟踪是弹道导弹防御系统中最核心的问题,建模弹道导弹运动模型是仿真弹道导弹的飞行轨迹和研究弹道目标跟踪的前提和基础。对包含多级助推段弹道导弹的运动模型进行建模,并详细分析了弹道目标的加速度受推进力、空气阻力、地... 弹道导弹的跟踪是弹道导弹防御系统中最核心的问题,建模弹道导弹运动模型是仿真弹道导弹的飞行轨迹和研究弹道目标跟踪的前提和基础。对包含多级助推段弹道导弹的运动模型进行建模,并详细分析了弹道目标的加速度受推进力、空气阻力、地心引力和外在力的影响;进一步描述了弹道导弹轨迹仿真的流程。通过仿真实验得到含三级助推器弹道导弹的飞行轨迹,并分析了多级助推段对速度和加速度变化的影响。这对于研究中远程弹道导弹跟踪问题是非常有意义的。 展开更多
关键词 弹道轨迹仿真 弹道导弹建模 多级助推 弹道跟踪
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防空导弹弹道跟踪制导规律研究 被引量：5
7
作者 汤善同 《现代防御技术》 2003年第4期13-16,30,共5页
根据李亚普诺夫稳定性原理,利用基准优化弹道参数构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。对跟踪制导规律的数学原理进行了描述,给出了详细的推导过程和二维平面弹道仿真数学模型及仿真结果。结果表明所提出的弹道跟踪制导规律能... 根据李亚普诺夫稳定性原理,利用基准优化弹道参数构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。对跟踪制导规律的数学原理进行了描述,给出了详细的推导过程和二维平面弹道仿真数学模型及仿真结果。结果表明所提出的弹道跟踪制导规律能使导弹快速跟踪基准优化弹道。 展开更多
关键词 防空导弹 弹道跟踪 制导规律 基准优化弹道 李亚普诺夫稳定性原理 数学模型 仿真 战场信息系统
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一种反馈线性化弹道跟踪制导律设计 被引量：7
8
作者 张大元 雷虎民 +2 位作者 王君 肖增博 李庆良 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期7-12,共6页
针对防空导弹弹道跟踪问题,基于反馈线性化理论设计了一种弹道跟踪制导律。使用反馈线性化方法对导弹质点运动模型精确线性化;利用该线性化模型和线性二次型最优调节器(LQR)理论设计跟踪制导律,并给出制导系统工作流程;在存在初始误差... 针对防空导弹弹道跟踪问题,基于反馈线性化理论设计了一种弹道跟踪制导律。使用反馈线性化方法对导弹质点运动模型精确线性化;利用该线性化模型和线性二次型最优调节器(LQR)理论设计跟踪制导律,并给出制导系统工作流程;在存在初始误差和随机风干扰的条件下,将所设计的跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,并与基于小扰动模型设计的LQR跟踪制导律进行比较。结果表明,基于反馈线性化所设计的制导律性能更好。 展开更多
关键词 弹道跟踪 制导律 反馈线性化 防空导弹
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制导弹药方案弹道跟踪与控制 被引量：6
9
作者 王旭刚 荆琴 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第2期62-66,共5页
研究飞行制导优化问题,针对一种旋转制导炮弹,为了保证弹道跟踪的精确性,提出设计输出指令为加速度值的高性能非线性制导律,并采用过载控制方案设计了制导控制系统。选择弹道上的参考点,利用GPS得到的制导弹药飞行位置及速度信息,得出... 研究飞行制导优化问题,针对一种旋转制导炮弹,为了保证弹道跟踪的精确性,提出设计输出指令为加速度值的高性能非线性制导律,并采用过载控制方案设计了制导控制系统。选择弹道上的参考点,利用GPS得到的制导弹药飞行位置及速度信息,得出一种非线性过载制导信号控制飞行器跟踪曲线弹道。采用非线性过载制导指令作为制导外环,加速度自动驾驶仪作为控制内环,根据变结构控制理论设计了自动驾驶仪。对设计的制导控制系统进行了数字仿真。仿真结果表明,非线性制导律及加速度自动驾驶仪能够保证制导弹药准确地跟踪设计轨迹,使跟踪误差处于合理范围内。 展开更多
关键词 弹道跟踪 制导弹药 制导与控制
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弹道跟踪系统的数据融合 被引量：5
10
作者 王正明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期1-7,共7页
本文应用近代时序分析方法、样条函数和非线性回归分析理论，研究了弹道参数、系统误差及测量随机误差统计特性参数的联合估计问题， 给出了各类参数的高精度估计。理论分析和仿真计算表明： 本文所建的模型准确， 参数估计方法精度高，... 本文应用近代时序分析方法、样条函数和非线性回归分析理论，研究了弹道参数、系统误差及测量随机误差统计特性参数的联合估计问题， 给出了各类参数的高精度估计。理论分析和仿真计算表明： 本文所建的模型准确， 参数估计方法精度高， 应用本文方法能明显提高弹道跟踪数据质量。 展开更多
关键词 弹道跟踪 数据融合 多维时间序列 样条 非线性回归
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基于高速摄像弹道跟踪原理的弹丸章动角测试方法 被引量：6
11
作者 王宝元 邵小军 +3 位作者 刘朋科 衡刚 钞红晓 刘军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1312-1316,共5页
弹丸章动角是影响火炮射击密集度的重要因素之一,一直是火炮研究领域的热点问题。为得到弹丸出炮口段附近弹丸章动角测试结果,采用基于高速摄像的弹道跟踪法开展弹丸章动角测试方法研究。利用高速数字摄像机和弹道跟踪架建立弹道跟踪系... 弹丸章动角是影响火炮射击密集度的重要因素之一,一直是火炮研究领域的热点问题。为得到弹丸出炮口段附近弹丸章动角测试结果,采用基于高速摄像的弹道跟踪法开展弹丸章动角测试方法研究。利用高速数字摄像机和弹道跟踪架建立弹道跟踪系统,记录弹丸飞行轨迹图像,借助于图像分析软件获得弹丸上下章动角测试结果。采用弹道跟踪系统对某火炮弹丸进行实例验证,得到弹丸出炮口段附近弹丸上下章动规律,各发弹丸之间弹丸章动角数值分散性较大,第1发弹丸章动角最大值为-5.2°.研究结果表明,弹道跟踪法是获取弹丸章动角测试结果的理想方法。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 火炮 弹丸 章动角 测试 高速摄像 弹道跟踪
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滑翔式飞行器再入弹道设计 被引量：5
12
作者 刘欣 李建林 +1 位作者 葛健全 杨涛 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期161-164,共4页
针对滑翔式飞行器的弹道特征,提出了一种方案弹道设计方法,将整个再入弹道分为下降段、滑翔段和末制导段,通过简化的控制指令实现下降段和末制导段弹道,并通过"H-V曲线设计+弹道跟踪"的方法来实现滑翔段的弹道设计,根据侧向... 针对滑翔式飞行器的弹道特征,提出了一种方案弹道设计方法,将整个再入弹道分为下降段、滑翔段和末制导段,通过简化的控制指令实现下降段和末制导段弹道,并通过"H-V曲线设计+弹道跟踪"的方法来实现滑翔段的弹道设计,根据侧向运动要求调整侧倾角的变号时机,迭代得到完整的再入基准轨道。最后的算例表明,该方法能快速得到一条针对某一飞行任务的再入弹道。 展开更多
关键词 滑翔式飞行器 弹道设计 弹道跟踪 H-V剖面
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基于LQR的弹道跟踪制导律设计 被引量：5
13
作者 张大元 雷虎民 +2 位作者 吴玲 邵雷 王君 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期763-768,共6页
针对防空导弹弹道跟踪问题,基于线性二次型调节器(LQR)理论设计了2种弹道跟踪制导律。首先,以时间为自变量,对导弹质点运动模型线性化,得到第一种线性化模型;接着,为提高模型精度和允许扰动范围,以导弹X坐标为自变量对导弹质点运动模型... 针对防空导弹弹道跟踪问题,基于线性二次型调节器(LQR)理论设计了2种弹道跟踪制导律。首先,以时间为自变量,对导弹质点运动模型线性化,得到第一种线性化模型;接着,为提高模型精度和允许扰动范围,以导弹X坐标为自变量对导弹质点运动模型线性化,得到第二种线性化模型;然后,针对2种线性化模型,利用LQR理论分别设计跟踪制导律,并给出制导指令计算公式和制导流程;最后,在一定外界干扰作用下,将所设计2种跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,并从抑制随机风干扰、消除初始偏差等方面对2种制导律进行比较。结果表明,2种制导律都能实现弹道精确跟踪,且基于第2种线性化模型设计的跟踪制导律各项性能均优于第1种跟踪制导律,说明基于导弹X坐标线性化的模型精确度较高,适用于弹道跟踪制导律的设计。 展开更多
关键词 弹道跟踪 制导律 最优控制 防空导弹
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滑模控制在制导弹药弹道跟踪中的应用 被引量：4
14
作者 杨荣军 叶瑶 +1 位作者 闫德恒 王寅 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期24-29,共6页
为使制导弹药有效地沿方案弹道飞行,研究了以姿态角为控制指令的三维滑模弹道跟踪控制系统。探讨了基于弹道修正策略的跟踪控制方案,将动态逆方法与趋近律滑模控制相结合设计了跟踪控制器。分析了控制器参数与系统的闭环稳定性、抖振与... 为使制导弹药有效地沿方案弹道飞行,研究了以姿态角为控制指令的三维滑模弹道跟踪控制系统。探讨了基于弹道修正策略的跟踪控制方案,将动态逆方法与趋近律滑模控制相结合设计了跟踪控制器。分析了控制器参数与系统的闭环稳定性、抖振与跟踪性能之间的关系。根据空间几何运动关系设计了过渡参考弹道,有效避免了启控点偏差带来的控制饱和问题,并给出了光滑的控制指令信息。弹道仿真表明,滑模控制可使制导弹药较严格地按期望轨迹飞行,对各种干扰具有较强的鲁棒性,控制器边界层参数的选择需综合权衡控制精度和抖振问题。 展开更多
关键词 制导弹药 弹道跟踪 弹道控制 滑模控制 非线性控制
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基于伪谱方法的自适应鲁棒实时再入制导律研究 被引量：3
15
作者 陈刚 康兴无 +1 位作者 闫桂荣 陈士橹 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第20期5623-5626,5634,共5页
为了提高飞行器再入制导的鲁棒性和自适应性,将再入弹道跟踪问题转化为再入弹道状态调节问题,得到了一个LTV系统最优控制问题。在此基础上,利用基于伪谱算法的最优反馈控制算法,设计了一种便于在线实现的自适应鲁棒再入制导律。仿真结... 为了提高飞行器再入制导的鲁棒性和自适应性,将再入弹道跟踪问题转化为再入弹道状态调节问题,得到了一个LTV系统最优控制问题。在此基础上,利用基于伪谱算法的最优反馈控制算法,设计了一种便于在线实现的自适应鲁棒再入制导律。仿真结果表明,这种再入制导律对于再入点误差不敏感,具有良好的鲁棒性。在气动参数模型存在较大误差的情况下,依然能够取得较高的再入制导精度。它不需要显示增益调度和积分,并且在不同情况下控制结构和参数无需改变。 展开更多
关键词 再入制导 伪谱方法 弹道跟踪 线性时变系统
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靶场弹道跟踪实时数据平滑算法及实现 被引量：3
16
作者 胡杰 钱礼华 付宇 《桂林航天工业高等专科学校学报》 2009年第4期412-414,共3页
通过分析靶场测试中目标的弹道特性,提出并利用了Gram-Schmidt曲线拟合方法实现弹道数据的平滑处理,并利用VC++高效编程保证了弹道数据平滑的实时性。试验表明,该方法能够大大提高靶场弹道测试过程中弹道测试设备对飞行特性不稳定目标... 通过分析靶场测试中目标的弹道特性,提出并利用了Gram-Schmidt曲线拟合方法实现弹道数据的平滑处理,并利用VC++高效编程保证了弹道数据平滑的实时性。试验表明,该方法能够大大提高靶场弹道测试过程中弹道测试设备对飞行特性不稳定目标的跟踪能力,同时减少了跟踪过程中跟踪抖动对精密跟踪设备的损害。 展开更多
关键词 弹道跟踪 实时数据平滑 GRAM-SCHMIDT 曲线拟合
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临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律 被引量：2
17
作者 雷虎民 李宁波 +2 位作者 周觐 邵雷 王斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期24-31,共8页
针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈... 针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。 展开更多
关键词 临近空间 拦截 弹道跟踪 最优控制 高斯伪谱法
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基于反馈线性化的靶弹弹道跟踪制导律设计 被引量：2
18
作者 余冀峰 杨锁昌 +1 位作者 马全跃 钱佳琦 《战术导弹技术》 北大核心 2020年第2期57-65,共9页
针对导弹靶弹的弹道跟踪精度问题,基于反馈线性化和最优控制理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,通过对靶弹进行受力分析,建立靶弹纵向运动非线性方程组;其次,根据反馈线性化理论的定义和充要条件,详细推导得出靶弹的精确线性化运动方... 针对导弹靶弹的弹道跟踪精度问题,基于反馈线性化和最优控制理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,通过对靶弹进行受力分析,建立靶弹纵向运动非线性方程组;其次,根据反馈线性化理论的定义和充要条件,详细推导得出靶弹的精确线性化运动方程;最后,通过最优控制理论设计弹道跟踪制导指令,并在阵风干扰和不同机动飞行弹道下,与基于小扰动法和固化系数法设计的跟踪制导律进行比较。结果表明:基于反馈线性化法设计的弹道跟踪制导律具有较高的弹道跟踪精度和较低的需用过载。 展开更多
关键词 导弹 制导律 靶弹 弹道跟踪 反馈线性化 机动弹道
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预警卫星对主动段弹道跟踪算法研究 被引量：2
19
作者 张涛 安玮 +1 位作者 王明阳 周一宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B12期45-49,共5页
针对预警卫星视线（LOS，Line-of-Sight）测量下对弹道导弹目标的跟踪问题，传统的方法（如EKF）存在易发散、不稳定的现象。引入一种更为稳健和有效的滤波估计算法UKF，其通过特别选取一些样点，给出随机变量经过非线性变化后的均值和... 针对预警卫星视线（LOS，Line-of-Sight）测量下对弹道导弹目标的跟踪问题，传统的方法（如EKF）存在易发散、不稳定的现象。引入一种更为稳健和有效的滤波估计算法UKF，其通过特别选取一些样点，给出随机变量经过非线性变化后的均值和方差，从而得到滤波器基于非线性方程的更新，避免了非线性方程的线性化。解析表达了导弹推力加速度值和导弹在重力作用下姿态的变化特性，提出了基于弹体旋转的主动段运动方程。通过Mortte-Carlo仿真，与其它算法比较，说明该算法跟踪性能更好，在空间预警系统应用中具有较好的适应能力。 展开更多
关键词 弹道跟踪 空间预警 UKF
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基于UKF的天基红外低轨卫星自由段弹道跟踪技术 被引量：2
20
作者 杨桉楠 谢恺 +1 位作者 张涛 安玮 《现代防御技术》 北大核心 2007年第5期105-109,共5页
分析了天基红外低轨卫星星载传感器对弹道导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。同时引入一种新的滤波估计算法UKF,该算法应用于非线性系统时具有较好的滤波估计性能。通过Monte Carlo仿真,与其他算法比较,... 分析了天基红外低轨卫星星载传感器对弹道导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。同时引入一种新的滤波估计算法UKF,该算法应用于非线性系统时具有较好的滤波估计性能。通过Monte Carlo仿真,与其他算法比较,该算法具有更好的适应能力,跟踪性能更优。 展开更多
关键词 天基红外低轨卫星 弹道跟踪 UKF
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