基于运动行为识别的高超声速目标弹道估计

发布时间：2021-05-09 01:28

　　在现代军事战争中,高超声速武器是极具发展前景的作战工具。美国等国正加紧对它的研制,我国对高超声速目标的研究尚处于起步阶段,对其进行防御是军事方面的关注重点。弹道估计是为了得到目标的位置、速度、加速度信息。在传统的高超声速目标弹道估计过程中,由于目标的运动方式无法判断,通常把对气动力的估计放入滤波器中,这就往往导致估计结果误差很大。本文提出一种基于运动行为识别的弹道估计方法,将机器学习方法和扩展卡尔曼滤波技术相结合来提高弹道估计的效果。主要研究内容如下:首先,建立高超声速目标的运动学模型。阐述运动过程中所用到的坐标系及其转换关系,推导目标的运动学模型,并对其进行简化。其次,分析目标的运动特性并给出运动行为的参数化模型描述。通过对纵、侧向运动特性的分析,得出典型的纵向运动行为包括准平衡滑翔和恒攻角跳跃;侧向运动行为包括无机动、摆动机动和转弯机动。对准平衡滑翔建立参数化模型,对摆动机动和转弯机动建立侧向气动力的参数化模型。再次,提出一种基于机器学习的目标运动行为识别方法。给出目标行为识别分类器训练数据的处理方法,设计纵、侧向运动行为识别分类器,分别基于Random20Forest和Adabo... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高超声速目标运动特性
        1.2.2 目标运动行为识别方法
        1.2.3 高超声速目标弹道估计
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 高超声速目标运动学模型的建立
    2.1 引言
    2.2 坐标系及其转换关系
        2.2.1 坐标系的定义
        2.2.2 坐标系的转换关系
    2.3 目标运动学模型的建立
        2.3.1 弹道坐标系下相对加速度方程
        2.3.2 弹道坐标系下空气动力描述
        2.3.3 弹道坐标系下地球引力描述
        2.3.4 运动学模型
    2.4 本章小结
第3章 高超声速目标运动特性分析及其行为描述
    3.1 引言
    3.2 纵向典型运动特性分析及其行为描述
        3.2.1 准平衡滑翔
        3.2.2 跳跃滑翔
    3.3 侧向运动特性分析及其行为描述
        3.3.1 摆动机动特性分析及行为描述
        3.3.2 转弯机动特性分析及行为描述
    3.4 本章小结
第4章 基于机器学习的目标运动行为识别方法
    4.1 引言
    4.2 机器学习算法与数据采集及处理
        4.2.1 Random Forest算法
        4.2.2 Adaboost算法
        4.2.3 目标运动行为识别数据的采集与处理
    4.3 基于机器学习的纵向运动行为识别方法
        4.3.1 纵向数据的筛选
        4.3.2 纵向分类器的数学描述
        4.3.3 纵向分类结果分析及识别方案的确定
    4.4 基于机器学习的侧向运动行为识别方法
        4.4.1 侧向数据的筛选
        4.4.2 侧向分类器的数学描述
        4.4.3 侧向分类结果分析及识别方案的确定
    4.5 本章小结
第5章 基于运动行为识别的高超声速目标弹道估计
    5.1 引言
    5.2 高超声速目标运动行为识别
    5.3 基于扩展卡尔曼滤波的高超声速目标弹道估计方法
    5.4 基于运动行为识别的弹道估计
        5.4.1 运动行为识别和弹道估计的耦合影响分析
        5.4.2 仿真结果及分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3176348