基于先验信息融合的单星预警算法及误差分析

发布时间：2021-01-26 00:13

　　天基高轨预警卫星可以利用红外传感器对地面和空间目标进行探测跟踪,从而为战场态势感知提供信息支持,属于无源探测范畴。星载的红外传感器可以探测弹道导弹主动段高温尾焰的红外辐射,从而及早发现导弹发射并估计导弹战术参数,如预报导弹射向、关机点的速度位置等。在目标发现时间和观测区域广度上,天基高轨预警较中低轨预警和地基雷达预警有明显优势。而在预警系统建设初期或战时预警卫星有损失情况下,单星条件下的预警算法是建立天基预警系统的重要研究课题。天基高轨预警的核心问题之一是对弹道导弹主动段进行弹道参数估计,而在高轨单星预警中,弹道参数估计存在困难。一方面,星载传感器仅能获得导弹尾焰辐射的角度测量信息,观测信息不完备;受大气条件和导弹主动段时间的限制,观测数据较少。另一方面,导弹主动段运动规律复杂,在弱可观测条件的限制下,运动模型参数过多会导致模型不可辨识,参数过少会带来较大模型误差。因此,在大部分星弹相对观测几何下,估计问题呈现病态。解决此问题,其一可以融合各类预警先验信息来弥补观测信息的不完备性;其二可以改进导弹主动段的运动模型。本文针对高轨单星预警条件下,不同类型预警先验信息的融合方式、先验信息误差... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同罚函数的示意图

便于参照星弹相对观测几何，对仿真结果进行分析。在弹道约束量正态总体假设下，我们考察在获得正确先验期望的情况下，选取不同的先验标准差对射向估计结果的影响。计算结果如图3.8所示。从仿真结果中看出，在给出准确先验期望情况下，估计误差随标准差增大而逐渐增大。但是，我们期望尽量在较大标准差下得到更好的射向估计。因此给出各类弹道约束量先验密度标准差的较好区间：射向先验密度标准差在1 到2 ，最大射程先验密度标准差在104m到105m，首次观测弹道倾角先验密度标准差在1.5 到2 ，首次观测高程先验密度标准差在103m左右，可以得出相对较理想的射向估计结果。接着，比较本章融合先验信息的估计算法和对照组算法，仿真试验场景设定如下：取GEO预警卫星星下点经度为E50

50次蒙特卡洛仿真试验。仿真结果如图3.9所示。图3.9最大射程先验误差分析从仿真结果可知，在105m先验标准差水平下，最大射程约束先验信息的期望误差对导弹射向估计结果影响很小。第31页


本文编号：3000136