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临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪模型 被引量：43
1
作者 王国宏 李俊杰 +1 位作者 张翔宇 吴巍 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2400-2410,共11页
滑跃式机动是临近空间高超声速飞行器的一种重要运动方式,现有文献中鲜有对高超声速滑跃式机动目标跟踪技术的报道。为此,提出了一种针对临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪模型,其核心是将目标加速度建模为具有正弦波自相关的零均... 滑跃式机动是临近空间高超声速飞行器的一种重要运动方式,现有文献中鲜有对高超声速滑跃式机动目标跟踪技术的报道。为此,提出了一种针对临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪模型,其核心是将目标加速度建模为具有正弦波自相关的零均值随机过程,并据此构建了跟踪临近空间高超声速滑跃式机动目标的状态方程。通过仿真实验与Singer模型、Jerk模型和CV+CA+Singer交互式多模型IMM进行比较,证明了所提模型在跟踪临近空间高超声速滑跃式机动目标时的合理性与优势性。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速飞行器 滑跃式机动 目标跟踪 正弦波自相关 交互式多模型
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基于自适应IMM的高超声速飞行器轨迹预测 被引量：36
2
作者 翟岱亮 雷虎民 +1 位作者 李炯 刘滔 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3466-3475,共10页
为了给基于预测命中点法的高超声速飞行器中制导拦截提供先验知识,提出高超声速飞行器的轨迹预测方法。首先,给出高超声速环境下与目标姿态近似线性的气动参数;其次,针对气动参数作控制量的运动模型,设计自适应交互多模型(IMM)跟踪算法... 为了给基于预测命中点法的高超声速飞行器中制导拦截提供先验知识,提出高超声速飞行器的轨迹预测方法。首先,给出高超声速环境下与目标姿态近似线性的气动参数;其次,针对气动参数作控制量的运动模型,设计自适应交互多模型(IMM)跟踪算法,并进行性能有效性验证;然后,根据气动参数特性和目标假设机动方式,设计基于最小二乘拟合的轨迹预测方法。通过对目标轨迹进行跟踪和预测仿真,预测100s的位置误差均小于5km,速度误差均小于100m/s,结果表明基于自适应IMM的轨迹预测方法对有规律机动的目标进行轨迹预测,效果良好。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 目标跟踪 预测 自适应 交互多模型 拟合
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一种可行的高超声速飞行器跟踪算法 被引量：30
3
作者 关欣 赵静 +1 位作者 张政超 何友 《电讯技术》 北大核心 2011年第8期80-84,共5页
通过分析临近空间高超声速飞行器的运动特性,建立了高超声速飞行器运动模型,并运用交互式多模型(IMM)算法对其进行跟踪,通过100次蒙特卡罗实验,获得了误差较小的理想跟踪效果,说明了IMM算法用于高超声速目标跟踪中的可行性。
关键词 临近空间 高超声速飞行器 IMM算法 目标跟踪
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临近空间高超声速目标雷达探测技术现状与趋势 被引量：26
4
作者 汪连栋 曾勇虎 +1 位作者 高磊 陆俊 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第1期72-85,共14页
临近空间高超声速目标对空间防御体系提出了新的挑战,应用雷达探测临近空间高超声速目标对于空间预警具有重要意义。论文首先介绍了临近空间高超声速目标典型特征,接着从信号处理、信号波形和雷达体制三个方面总结了高速目标探测技术现... 临近空间高超声速目标对空间防御体系提出了新的挑战,应用雷达探测临近空间高超声速目标对于空间预警具有重要意义。论文首先介绍了临近空间高超声速目标典型特征,接着从信号处理、信号波形和雷达体制三个方面总结了高速目标探测技术现状,并分析现有技术在高超声速目标探测上的不足:现有的信号处理方法未考虑高超声速目标电磁散射特性、目前的多种编码信号波形对高超声速的容忍能力不足、现有的雷达体制没有综合考虑目标高超声速运动和雷达散射截面积小的特点。在高超声速目标特征和探测技术现状分析的基础上,指出了等离子体目标特性、支持快速观测的多站雷达系统和融合相干积累的机动检测三个方面是临近空间高超声速目标探测领域将要解决的问题。此外,还给出了一种应用于临近空间高超声速目标探测的多站雷达系统结构设计。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 等离子体 多站雷达系统 相干积累 机动检测
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临近空间高超声速助推-滑翔式轨迹目标跟踪 被引量：21
5
作者 张翔宇 王国宏 +1 位作者 张静 刘源 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1125-1132,共8页
针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向... 针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向上高机动频率运动的不同,将目标量测分别投影到经纬平面和高度方向上,并通过分段跟踪处理,以减小耦合误差对目标跟踪精度的影响;接着,在对目标高超声速特性充分分析的基础上,利用经纬方向上的点迹归并和凝聚处理,以有效解决目标高超声速运动所引起的分裂问题;然后,在对目标高度IMM跟踪的基础上,通过对加速度突变的合理检测和补偿,以进一步实现目标在高度方向上高机动频率运动的可靠跟踪;最后,结合统计学原理,将目标在同一时刻不同跟踪段中的状态估计相关联,以有效实现临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标的精确跟踪。仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 助推-滑翔式轨迹 交互多模型跟踪
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临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪技术 被引量：20
6
作者 张翔宇 王国宏 +1 位作者 李俊杰 盛丹 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1983-1994,共12页
针对临近空间目标飞行速度快、机动特性强和加速度突变的特性,提出一种地心直角(ECEF)坐标系下基于目标特性分析的修正强跟踪滤波(MSTF)算法。首先,通过对ECEF坐标系下目标量测的无偏转化处理,以有效减小目标高超声速飞行所带来的旋转... 针对临近空间目标飞行速度快、机动特性强和加速度突变的特性,提出一种地心直角(ECEF)坐标系下基于目标特性分析的修正强跟踪滤波(MSTF)算法。首先,通过对ECEF坐标系下目标量测的无偏转化处理,以有效减小目标高超声速飞行所带来的旋转、平移和线性化误差影响;接着,在对目标特性充分分析的基础上,合理构建强跟踪滤波(STF)模型,通过对模型参数的自适应调节,以有效实现临近空间高超声速滑跃式轨迹目标的精确跟踪;最后,结合统计学原理对目标加速度的突变进行合理检测和补偿,以进一步修正强跟踪滤波模型的跟踪精度。仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速 滑跃 机动目标 跟踪
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临近空间高超声速飞行器目标特性及突防威胁分析 被引量：18
7
作者 余协正 陈宁 +3 位作者 陈萍萍 陈亮 刘国生 杨梅森 《航天电子对抗》 2019年第6期24-29,共6页
通过选取美国HTV-2和X-51A两种典型体制临近空间高超声速飞行器进行对比,分析了不同体制临近空间高超声速飞行器在弹道特性、飞行特性、雷达散射特性和红外辐射特性等主要目标特性及其与传统弹道导弹和巡航导弹的差异,并对临近空间高超... 通过选取美国HTV-2和X-51A两种典型体制临近空间高超声速飞行器进行对比,分析了不同体制临近空间高超声速飞行器在弹道特性、飞行特性、雷达散射特性和红外辐射特性等主要目标特性及其与传统弹道导弹和巡航导弹的差异,并对临近空间高超声速飞行器当前及将来可能面临的突防威胁进行梳理与分析。结果表明,随着探测系统和拦截弹的升级,以及传统突防措施在临近空间使用受到限制,未来临近空间高超声速飞行器突防威胁不容小觑。在开展临近空间高超声速飞行器研制过程中,必须同步考虑适用于临近空间高超声速飞行器的突防技术措施和突防装备。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速 目标特性 突防
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高超声速滑翔再入飞行器弹道估计的自适应卡尔曼滤波 被引量：18
8
作者 吴楠 陈磊 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1960-1971,共12页
采用传统状态增广法对高超声速滑翔再入飞行器(HGRV)进行弹道估计,存在模型简化误差过大和过程噪声方差难以构造的问题。依据目标运动特性和模型简化误差定量分析结果,状态方程改进为采用圆形地球模型和拟合大气模型并考虑哥氏力。采用... 采用传统状态增广法对高超声速滑翔再入飞行器(HGRV)进行弹道估计,存在模型简化误差过大和过程噪声方差难以构造的问题。依据目标运动特性和模型简化误差定量分析结果,状态方程改进为采用圆形地球模型和拟合大气模型并考虑哥氏力。采用一阶Markov过程描述气动力参数,将过程噪声方差构造为气动力参数方差和机动时间常数的函数,时变气动力参数方差采用"渐消记忆"的统计估计法由气动力参数估计值序列统计获得,而存在跳变的机动时间常数则作为运动模式采用变结构交互多模型法与运动状态一起估计。仿真结果表明,所提算法对位置、速度和气动力参数的估计精度优于传统算法,具有较好的工程实用性、鲁棒性和效费比。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 目标跟踪 自适应滤波 变结构交互多模型 增加期望模式
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一种临近空间高超声速目标检测前跟踪算法 被引量：17
9
作者 李林 王国宏 +1 位作者 于洪波 谭顺成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期420-427,共8页
针对传统算法无法对临近空间高超声速目标进行有效检测的问题,提出了一种基于Hough变换和多条件约束的检测前跟踪算法。首先采用时间-径向距离量测(TBD)数据进行Hough变换,将参数空间变量θ作为积累约束条件来避免无效积累,得到目标可... 针对传统算法无法对临近空间高超声速目标进行有效检测的问题,提出了一种基于Hough变换和多条件约束的检测前跟踪算法。首先采用时间-径向距离量测(TBD)数据进行Hough变换,将参数空间变量θ作为积累约束条件来避免无效积累,得到目标可能航迹;之后对所有可能航迹进行速度约束和航向约束,进一步剔除虚假航迹和航迹内杂波点;最后对同一目标航迹进行合并,得到最终确认航迹。通过仿真对算法有效性进行了验证,并分析了不同信噪比和杂波密度条件下的算法性能,仿真结果表明,算法能够在杂波环境下对临近空间高超声速目标进行有效检测。 展开更多
关键词 HOUGH变换 多条件约束 临近空间 高超声速目标 检测前跟踪(TBD)
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临近空间高超声速目标及其防御 被引量：16
10
作者 张晓岚 张云 +2 位作者 王海涛 葛志闪 俞海 《上海航天》 2013年第1期48-52,共5页
介绍了美国临近空间高超声速飞行器的发展历程,分析了临近空间高超飞行器的战略意义和目标特性。根据临近空间高超声速目标对防御系统预警能力时间性、高速机动目标精确探测、拦截弹机动过载和高精度制导控制等要求,阐述了预警探测系统... 介绍了美国临近空间高超声速飞行器的发展历程,分析了临近空间高超飞行器的战略意义和目标特性。根据临近空间高超声速目标对防御系统预警能力时间性、高速机动目标精确探测、拦截弹机动过载和高精度制导控制等要求,阐述了预警探测系统、指挥控制系统和拦截武器系统可采取的措施。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 拦截 技术途径
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拦截高速目标的比例与反比例导引捕获区分析 被引量：15
11
作者 周觐 雷虎民 +1 位作者 侯峰 赵炜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1002-1011,共10页
针对拦截高速目标的作战特点,分析了比例导引(PN)与反比例导引(RPN)的捕获区。首先,通过分析拦截弹与目标的相对运动关系,推导得到了顺轨和逆轨的零控拦截条件,此条件由目标和拦截弹的速度前置角以及二者速度比确定;其次,以拦截弹和目... 针对拦截高速目标的作战特点,分析了比例导引(PN)与反比例导引(RPN)的捕获区。首先,通过分析拦截弹与目标的相对运动关系,推导得到了顺轨和逆轨的零控拦截条件,此条件由目标和拦截弹的速度前置角以及二者速度比确定;其次,以拦截弹和目标速度前置角为坐标系,推导得到了PN以及RPN捕获区以及各自导航比设置范围。PN的捕获区由逆轨零控拦截条件以及与其相切且斜率为1/(N-1)的两条直线构成,RPN的捕获区由顺轨零控拦截条件以及与其相切且斜率为1/(-N-1)的两条直线构成;然后,利用函数对称性将PN与RPN捕获区转换到同一坐标区间,得到了相同条件下RPN捕获区要大于PN捕获区的结论;最后,开展了四种情形下的仿真,验证了本文捕获区分析的合理性及有效性。 展开更多
关键词 捕获区 零控拦截 反比例导引 比例导引 顺轨/逆轨 高速目标
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临近空间高超声速目标跟踪动力学模型 被引量：14
12
作者 李凡 熊家军 +3 位作者 张凯 韩春耀 席秋实 张怀念 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期266-276,共11页
针对临近空间滑跃式高超声速目标(NSHV)跟踪问题,提出一种新型的动力学跟踪模型。首先从动力学方程与横纵向机动样式两个方面分析了NSHV运动特性,将其抽象为滑跃式NSHV气动加速度相关性的一般规律;在此基础上将气动加速度中的阻力与爬... 针对临近空间滑跃式高超声速目标(NSHV)跟踪问题,提出一种新型的动力学跟踪模型。首先从动力学方程与横纵向机动样式两个方面分析了NSHV运动特性,将其抽象为滑跃式NSHV气动加速度相关性的一般规律;在此基础上将气动加速度中的阻力与爬升加速度建模为二阶时间相关模型,使其加速度自相关函数同时具备周期性与衰减性,并据此建立了动力学跟踪模型状态方程;此外,为应对有无动力段转换的误差突变问题(有动力的情况),引入强跟踪滤波进行突变点的滤波补偿。最后通过与不同现有算法比较验证了模型的优越性。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 目标跟踪 动力学模型
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基于机动判别的变结构交互多模型跟踪算法 被引量：13
13
作者 潘媚媚 曹运合 +1 位作者 王宇 吴文华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期730-736,共7页
临近空间高超声速机动目标具有高速、高机动的运动特性,协同转弯模型是跟踪临近空间目标的常用模型之一。基于协同转弯模型的自适应网格交互多模型(adaptive grid interaction multiple model,AGIMM)算法能够较好地适应临近空间高超声... 临近空间高超声速机动目标具有高速、高机动的运动特性,协同转弯模型是跟踪临近空间目标的常用模型之一。基于协同转弯模型的自适应网格交互多模型(adaptive grid interaction multiple model,AGIMM)算法能够较好地适应临近空间高超声速目标运动特性,但AGIMM算法存在着依赖中心网格模型,非机动时刻模型集收敛缓慢的问题,基于此提出了一种基于机动判别的变结构交互多模型算法。所提算法根据目标机动特性调整跟踪模型集的结构及模型概率转移矩阵,加快了非机动时刻模型集的收敛速度,克服了AGIMM算法存在的问题。通过蒙特卡罗仿真验证,改进的算法相对于AGIMM算法提高了对临近空间高超声速目标的跟踪性能。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 转弯模型 机动判别 变结构交互多模型
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临近空间高超声速目标MCT跟踪模型 被引量：11
14
作者 肖松 谭贤四 +1 位作者 李志淮 王红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期185-188,194,共5页
针对传统单模型不能有效跟踪临近空间高超声速目标的问题,提出了一种Modified Coordinate Turn(MCT)跟踪模型。根据临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的特点,假设目标角速度为一阶时间相关过程,借助"当前"统计模型的思想... 针对传统单模型不能有效跟踪临近空间高超声速目标的问题,提出了一种Modified Coordinate Turn(MCT)跟踪模型。根据临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的特点,假设目标角速度为一阶时间相关过程,借助"当前"统计模型的思想,对目标角速度进行实时修正,结合扩展卡尔曼滤波算法,实现对目标的稳定跟踪。Monte Carlo仿真结果表明,新模型能够实现对临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的准确跟踪,并且跟踪性能稳定,具有较强的实用性。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速 跳跃飞行 目标跟踪
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高超声速目标雷达检测方法综述 被引量：11
15
作者 商哲然 谭贤四 +2 位作者 曲智国 尉强 王红 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-8,40,共9页
随着高超声速飞行器的不断发展,对高超声速目标的探测需求愈加迫切,近年来涌现出了大量针对该类目标的雷达检测方法。文中根据检测方法利用目标回波相位信息的情况,将现有方法分为相参积累、非相参积累、相参与非相参组合三大类进行讨论... 随着高超声速飞行器的不断发展,对高超声速目标的探测需求愈加迫切,近年来涌现出了大量针对该类目标的雷达检测方法。文中根据检测方法利用目标回波相位信息的情况,将现有方法分为相参积累、非相参积累、相参与非相参组合三大类进行讨论,对各种方法的处理思路及其优缺点进行了分析和总结,并指出当前方法中存在的问题,对高超声速目标雷达检测的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 雷达检测 高超声速目标 长时间积累 相参积累 非相参积累
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高超声速导弹发展及防御策略研究 被引量：10
16
作者 王鹏飞 罗畅 +1 位作者 徐婧 白炎 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第1期60-66,共7页
针对高超声速导弹的防御问题,介绍了美俄等国高超声速导弹的最新进展,分析了高超声速导弹几种可能的作战运用样式,梳理了对其防御作战可能面临的威胁。基于弹道、红外及电磁等三方面特征明确了高超声速导弹的目标特性,在此基础上重点从... 针对高超声速导弹的防御问题,介绍了美俄等国高超声速导弹的最新进展,分析了高超声速导弹几种可能的作战运用样式,梳理了对其防御作战可能面临的威胁。基于弹道、红外及电磁等三方面特征明确了高超声速导弹的目标特性,在此基础上重点从组建全域预警探测网、构建完善火力拦截网以及建设高效作战指挥控制网等三个方面给出了高超声速导弹的防御策略,研究结论可以为高超声速导弹防御体系建设提供一定参考。 展开更多
关键词 高超声速导弹 目标特性 防御策略 反导系统
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基于控制变量估计的高超声速再入滑翔目标轨迹预测算法 被引量：10
17
作者 李世杰 雷虎民 +1 位作者 周池军 张涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2320-2327,共8页
以高超声速再入滑翔目标为研究对象,在对目标机动控制变量进行建模分析的基础上提出了一种轨迹预测算法。首先,基于动力学建模构建了目标跟踪模型,利用气动参数对目标状态向量进行扩维并推导了对应的运动模型。其次,构造了适用于轨迹预... 以高超声速再入滑翔目标为研究对象,在对目标机动控制变量进行建模分析的基础上提出了一种轨迹预测算法。首先,基于动力学建模构建了目标跟踪模型,利用气动参数对目标状态向量进行扩维并推导了对应的运动模型。其次,构造了适用于轨迹预测的目标机动控制变量,在不同机动模式下分析了控制变量的变化规律,基于控制变量设计了对应运动方程以及轨迹预测模型。最后,仿真生成了两条轨迹并对所提算法进行了仿真验证,分析了算法性能。仿真结果表明所提轨迹预测算法能够取得较好的预测效果。 展开更多
关键词 高超声速 轨迹预测 目标跟踪 动力学建模
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一种临近空间高超声速目标跟踪算法 被引量：9
18
作者 李昌玺 毕红葵 +1 位作者 王红 张兵 《航天电子对抗》 2012年第4期10-13,共4页
通过参考美国X-43A高超声速飞行器第二次试验飞行弹道,建立了临近空间高超声速目标的运动模型。针对目标跟踪中状态方程和量测方程存在的非线性问题,提出了一种基于不敏卡尔曼滤波的改进"当前"统计模型自适应滤波算法(ADE-UK... 通过参考美国X-43A高超声速飞行器第二次试验飞行弹道,建立了临近空间高超声速目标的运动模型。针对目标跟踪中状态方程和量测方程存在的非线性问题,提出了一种基于不敏卡尔曼滤波的改进"当前"统计模型自适应滤波算法(ADE-UKF),并将此算法与基于"当前"统计模型的不敏卡尔曼滤波算法(CS-UKF)比较,仿真结果表明,该算法在跟踪临近空间高超声速目标时,具有良好的跟踪性能。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 非线性 “当前”统计模型
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基于修正转弯模型的交互多模型跟踪算法 被引量：9
19
作者 苗伟 李昌玺 吴聪 《现代防御技术》 北大核心 2015年第3期113-118,共6页
临近空间高超声速飞行器具有极快的飞行速度和独特的机动模式,传统单模型跟踪方法不能对此类目标进行有效跟踪。提出了基于修正转弯模型的交互多模型跟踪算法,该算法修正了转弯模型,利用当前统计模型思想对目标角速度进行实时估计。首... 临近空间高超声速飞行器具有极快的飞行速度和独特的机动模式,传统单模型跟踪方法不能对此类目标进行有效跟踪。提出了基于修正转弯模型的交互多模型跟踪算法,该算法修正了转弯模型,利用当前统计模型思想对目标角速度进行实时估计。首先分析了临近空间高超声速目标的特性,然后根据目标运动方程,对目标角速度进行实时估计,最后通过交互多模型实现对临近空间高超声速目标的跟踪。蒙特卡罗仿真结果表明,IMM跟踪算法能够有效跟踪临近空间高超声速目标,且跟踪的精确度、稳定性等明显优于单模型。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 转弯模型 交互多模型
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反临与反导预警探测特征比较 被引量：4
20
作者 郑建成 曲智国 +2 位作者 谭贤四 王京阳 李陆军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期379-385,共7页
为厘清防御方对来袭临近空间高超声速目标性能的认识,进而改进现有导弹防御策略,对此类目标与弹道导弹之间的预警探测特征进行比较分析。通过建立颗粒度适中的目标运动模型、红外探测模型和雷达探测模型,采用同等仿真条件,详细、定量对... 为厘清防御方对来袭临近空间高超声速目标性能的认识,进而改进现有导弹防御策略,对此类目标与弹道导弹之间的预警探测特征进行比较分析。通过建立颗粒度适中的目标运动模型、红外探测模型和雷达探测模型,采用同等仿真条件,详细、定量对比分析两类目标飞行高度和横向机动能力对地基预警体系的影响及红外辐射可探测性性能。比较分析结果表明,纵向射程相同时,高超声速目标更低的飞行高度和更强的机动能力导致雷达对目标搜索捕获难度更大,但其红外辐射强度大使得对目标稳定预警探测的时间更长。 展开更多
关键词 防御方 高超声速目标 弹道导弹 性能模型 搜索捕获 预警时间
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