制导弹药的弹道滤波与落点估计技术研究
发布时间：2020-11-19 14:56
对敌军实施精确打击,尽可能地使用少量的弹药达到预期作战效果,低成本的简易修正弹以其较高的消费比成为首选,是各个国家的重点研究方向。在进行弹道修正时,需要对部分弹道的弹道轨迹测量数据进行处理,准确地预报弹道落点,通过与目标的信息比对,得到落点偏差作为弹道偏差量,形成修正指令。因此,对测量数据进行滤波处理,提高预报弹道落点精度,是弹道修正弹药智能化的关键技术。文中采用Kalman滤波方法对卫星导航测量的部分弹道数据进行处理,滤除其中的干扰信号,为计算弹道偏差量提供较高精度的数据。介绍了常用外弹道测量方法、卫星导航系统的组成以及基于卫星导航的测量方案。对气象数据处理、外推误差、弹道参数误差和测量误差等影响外推落点精度的因素做出了分析。综合考虑滤波精度和算法复杂度,本文采用质点弹道模型、扩展Kalman滤波方法和无迹Kalman滤波方法,建立了弹道滤波模型和外推弹道模型。论文根据仿真的北斗卫星导航系统测量数据分析计算,采用正交多项式拟合方法对滤波初值进行估计,选用拟合后的末端数据和同一时刻的测量数据分别作为滤波初值,应用上述的两种方法进行仿真计算。结果表明,前者的滤波收敛速度比后者的滤波收敛速度提高18%~50%;两者的弹道参数估计误差最大值分别是卫星接收机正常工作时测量误差的39%和25%;扩展Kalman弹道滤波模型、无迹Kalman弹道滤波模型和外推弹道模型有较高的精度。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外发展概况
1.2.1 弹丸简易控制技术发展概述
1.2.2 外弹道测量技术发展概述
1.2.3 外弹测量数据处理的发展
1.3 弹道修正弹控制弹道的思路和过程
1.4 本文的主要研究内容
1.5 本文的结构安排
2 弹丸刚体弹道模型
2.1 常用坐标系及坐标转换
2.1.1 坐标系
2.1.2 坐标系变换
2.2 作用在弹丸上的力和力矩
2.2.1 作用在弹丸上的力
2.2.2 作用于弹丸质心的力矩
2.3 六自由度刚体弹道模型的建立
2.3.1 质心运动方程组
2.3.2 绕质心运动方程组
2.4 外弹道数值仿真
2.5 本章小结
3 外弹道测量
3.1 测量方法概述
3.2 卫星导航定位系统
3.3 测量方案
3.3.1 弹载接收机式测量系统
3.3.2 弹载转发器式测量系统
3.4 卫星导航定位及测速
3.4.1 伪距的概念
3.4.2 伪距变化率
3.5 本章小结
4 影响弹丸外推落点误差的因素分析
4.1 气象条件及其误差分析
4.1.1 标准气象条件
4.1.2 风对弹道的影响
4.2 外推误差分析及外推弹道模型
4.2.1 外推误差分析
4.2.2 外推弹道模型
4.3 弹道参数误差分析
4.4 测量误差分析
4.5 本章小结
5 卫星导航测量数据的处理方法
5.1 Kalman滤波理论基础
5.2 非线性系统的Kalman滤波
5.3 扩展Kalman滤波
5.4 无迹Kalman滤波
5.5 弹道滤波模型
5.5.1 状态方程
5.5.2 量测方程
5.6 量测值的弹道拟合
5.7 本章小结
6 仿真与分析
6.1 北斗测量数据仿真
6.2 Kalman滤波结果
6.2.1 滤波初值的最优估计
6.2.2 不同滤波初值的滤波结果
6.3 外推落点
6.4 本章小结
7 结束语
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】
本文编号：2890134
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外发展概况
1.2.1 弹丸简易控制技术发展概述
1.2.2 外弹道测量技术发展概述
1.2.3 外弹测量数据处理的发展
1.3 弹道修正弹控制弹道的思路和过程
1.4 本文的主要研究内容
1.5 本文的结构安排
2 弹丸刚体弹道模型
2.1 常用坐标系及坐标转换
2.1.1 坐标系
2.1.2 坐标系变换
2.2 作用在弹丸上的力和力矩
2.2.1 作用在弹丸上的力
2.2.2 作用于弹丸质心的力矩
2.3 六自由度刚体弹道模型的建立
2.3.1 质心运动方程组
2.3.2 绕质心运动方程组
2.4 外弹道数值仿真
2.5 本章小结
3 外弹道测量
3.1 测量方法概述
3.2 卫星导航定位系统
3.3 测量方案
3.3.1 弹载接收机式测量系统
3.3.2 弹载转发器式测量系统
3.4 卫星导航定位及测速
3.4.1 伪距的概念
3.4.2 伪距变化率
3.5 本章小结
4 影响弹丸外推落点误差的因素分析
4.1 气象条件及其误差分析
4.1.1 标准气象条件
4.1.2 风对弹道的影响
4.2 外推误差分析及外推弹道模型
4.2.1 外推误差分析
4.2.2 外推弹道模型
4.3 弹道参数误差分析
4.4 测量误差分析
4.5 本章小结
5 卫星导航测量数据的处理方法
5.1 Kalman滤波理论基础
5.2 非线性系统的Kalman滤波
5.3 扩展Kalman滤波
5.4 无迹Kalman滤波
5.5 弹道滤波模型
5.5.1 状态方程
5.5.2 量测方程
5.6 量测值的弹道拟合
5.7 本章小结
6 仿真与分析
6.1 北斗测量数据仿真
6.2 Kalman滤波结果
6.2.1 滤波初值的最优估计
6.2.2 不同滤波初值的滤波结果
6.3 外推落点
6.4 本章小结
7 结束语
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】
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本文编号：2890134
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