申请/专利权人：中国人民解放军海军工程大学

申请日：2022-09-01

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115407326B

主分类号：G01S13/42

分类号：G01S13/42;G01S13/58;G01S13/72;G01S13/88

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.12.16#实质审查的生效;2022.11.29#公开

摘要：本发明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。

主权项：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＝0.00340.0624B＝122000H＝z0.3048ρ0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： 式中，CL是气动升力系数，CD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 Lz＝LsinθL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 Dz＝DsinθD45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axk＝Lx+Dxmayk＝Ly+Dymazk＝Lz+Dz-mgm46根据x、y、z三个方向上的加速度估计，以匀加速度直线运动近似得到下一时刻飞行器的状态预测X01，具体的，下一时刻x位置估计xk+1 下一时刻x速度估计vxk+1vxk+1＝vxk+axk·t下一时刻y位置预测yk+1 下一时刻y速度估计vyk+1vyk+1＝vyk+1+ayk·t下一时刻z位置预测zk+1 下一时刻z速度估计vyk+1vzk+1＝vzk+1+azk·t式中，t表示时间间隔；5根据状态向量与量测矩阵，获得量测预测Z01；6利用实时获得的新的雷达距离、方位、俯仰量测Z11，与量测预测Z01相减得到滤波残差e，利用扩展卡尔曼滤波方法计算滤波增益K和预测协方差P01，并利用状态预测X01、滤波增益K和滤波残差e进行滤波更新，得到新的状态估计X11，同时利用扩展卡尔曼滤波方法计更新滤波协方差，得到滤波协方差P11；7回到第3步。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军海军工程大学 基于气动匹配模型的滑翔跳跃式机动目标跟踪方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD