适于坐标支援的航迹滤波算法研究

在网络化作战系统中,外围战需要实时接收来自目标指示雷达或制导雷达的坐标支援信息,其精度是外围战射击目标的保障。通过对某型雷达传统滤波算法的自适应调整,解决了传统方法在目标机动阶段精度差的问题;通过仿真分析,该方法满足精度指标,能够达到实战的要求,具有一定的工程实践价值。

高超声速飞行器自抗扰PID姿态控制

针对高超声速飞行器模型非线性、气动参数变化剧烈的特点,运用自抗扰技术中的跟踪微分器,设计了自抗扰PID控制器,实现了对高超声速飞行器俯仰通道的姿态控制。仿真结果表明,通过两个跟踪微分器构造的自抗扰PID控制器对于高超声速飞行器这样复杂的模型有很好的控制能力,并且有很好的滤波性能和鲁棒性。

具有输入信号的自适应跟踪滤波器

针对导弹在被动段自由飞行的状态 ,提出了一种有效的基于输出残差的自适应跟踪滤波器。首先给出了飞行状态方程 ,其次利用输出残差给出了Kalman滤波增益马尔可夫参量估计 ,并且得到了Kalman滤波增益估计 ,解决了自适应跟踪滤波器问题。

运动红外单站跟踪空中目标的方向估计方法

红外探测器只能测量运动目标的方位角和俯仰角,难以获取目标的距离信息。运动红外探测器所测量的运动目标不完全信息,无法在直角坐标系下有效对三维运动目标进行滤波与跟踪。针对这一问题,提出了运动红外单站跟踪运动目标的参数航迹滤波方法:该方法利用传感器测量到的目标方位角和俯仰角信息,根据假设的目标运动模型,直接对目标航迹方向进行估计,从而较好地解决了运动红外单站的目标跟踪问题。仿真结果表明,该模型不但能很好的对目标的航向进行估计,而且可以估计导弹到目标的方向,具有较高的理论和应用价值。

强跟踪滤波理论在非线性飞控中的应用

针对非线性系统的滤波问题,无法使用Kalman滤波器,扩展的Kalman滤波器虽能应用于非线性系统,但给出的是状态的有偏估计,并且对模型误差的鲁棒性较差。为了给出更好的参数估计值,该文将介绍一种强跟踪滤波器。强跟踪滤波器由扩展的Kalman滤波器改造而来。设计强跟踪滤波的思想是:使得残差序列在每一步相互正交,提取残差序列中所有有用的信息,用作对现时刻系统状态的估计。该文采用该滤波方法为某机动飞机控制设计了滤波器,最后对该机动飞机控制系统进行了滤波仿真研究。仿真结果表明,所设计的滤波方法对非线性系统具有良好的滤波功能。

基于粒子群改进粒子滤波的机动目标跟踪方法

针对传统滤波跟踪算法在跟踪机动飞行目标时误差较大和容易引起滤波发散的问题,提出了一种基于量子行为粒子群优化粒子滤波的三维空间内的机动飞行目标跟踪方法。该方法建立了基于贝叶斯框架下的飞行目标跟踪模型,然后对粒子滤波算法进行了量子行为粒子群优化改进,将粒子群优化方法应用到采样过程,使得粒子更高效地向着真实状态移动。最后在蛇形机动飞行和横滚转向航迹上加入观测噪声的情况下进行了跟踪测试,跟踪精度良好。实践表明,该方法对跟踪机动目标是高有效可行的,为飞行目标的跟踪提供了一种参考。

采用无线电单独测量的编队卫星相对轨道自主确定

在实际工程应用中,编队卫星由于任务的要求使得部分测量设备(例如,激光设备)不可用,这就造成系统的观测性下降。文章将条件数应用于编队卫星系统的可观测度的定量计算;并针对编队卫星进行轨道机动时仅采用无线电进行测量的工况,采用强跟踪离散卡尔曼滤波(UKF)算法进行仿真计算。仿真结果表明该方法具有很强的跟踪能力,并且鲁棒性、稳定性和精度与常规UKF算法相当。

无人机的航迹跟踪与航向测量技术探究

针对无人机的航迹跟踪和航向测量提出了一种基于无源定位技术实现对无人机位置解算的方法。在定位算法中,采用扩展卡尔曼滤波算法对地面测量系统测得的无线电测距、角跟踪数据进行卡尔曼滤波处理,减小了因测距和测角误差对定位精度造成的影响,可保证对无人机航迹的稳定跟踪。仿真结果表明,该技术能够有效提高对无人机航迹跟踪精度,通过对航迹数据的解析可以实现无人机的航向测量。

基于STF和小波阈值去噪的无人直升机故障诊断

针对微小型无人直升机传感器工作环境恶劣,易出现性能不稳定并引发故障,且受噪声干扰较大的问题,提出了基于强跟踪滤波器(STF)和小波阈值去噪相结合的故障诊断方法。利用强跟踪滤波理论,将系统的参数扩展为状态变量,构造故障观测器,得到系统状态与参数的联合估计,同时采用小波阈值去噪方法对进入滤波器中的量测信息进行实时去噪处理,提高估计精度,实现了故障的实时诊断。通过微小型无人直升机在悬停飞行状态下的仿真实验,证明了该方法的有效性。

IMM算法在空中复杂机动目标跟踪中的应用

随着雷达技术的不断成熟,雷达跟踪领域涌现出了大量的跟踪算法,目前,交互式多模型算法凭借其精准的跟踪能力和优越的性能已逐步代替其他的目标跟踪方法被广泛应用到雷达航迹跟踪的各个领域。通过对IMM算法的研究发现建立IMM的CV、CA、CT运动模型并结合使用扩展卡尔曼滤波可以有效提高跟踪精度。基于MATLAB实验仿真表明改进后的IMM算法能以较高精度输出被跟踪目标的状态信息,取得了良好的跟踪效果。

一种航迹跟踪雷达模拟系统软件设计与实现

为了满足高仿真度和交互性的跟踪雷达模拟要求,建立了一种基于Visual C++的航迹跟踪雷达模拟软件。对该软件系统所采用的基础理论模型、软件结构设计和实现难点进行了分析解决。根据雷达目标散射统计结果,产生包含噪声的目标回波模型和杂波散射统计模型,构建了飞机的运动模型、建立批次和航迹滤波算法。对模拟系统进行了功能设计和工作流程介绍,着重介绍了软件实现中解决的技术难点,包括目标与山体遮挡的判断和目标回波合成技术。介绍了模拟系统的主界面和功能窗口。在通用计算机上软件运行结果表明,软件计算响应时间小于0.1s,A显和P显图像更新流畅、无闪烁,可移植性好。山体杂波和飞机目标的回波逼真度高,软件运行流畅、实时性好,达到航迹跟踪雷达的目标检测、杂波滤除和航迹跟踪要求。

跟踪微分器在测量信号处理中的应用

对控制飞行器过程中输入信号采用自跟踪微分器进行预处理的方法进行了探讨。对自抗扰技术在信号预处理方面的可行性、有效性进行了分析。

Airborne Target State Estimator

A Target State Estimator (TSE) for airborne radar system is proposed in this paper. It is very important for fire control system to obtain accurate estimation of the maneuvering target and the TSE becomes a key link in the integrated Flight/Fire Control (IFFC) system. By adopting the Cartesian coordinates and pseudomeasurements ,the result ed TSE has it s advantages in computation.In addition, by employing accurate range and range-rate redundant filter, the range direction estimations obtained in Cartesian filter are greatly improved. The TSE shows its satisfaCtory performance in the Monte Carlo simulation of the IFFC system.