IMM理论在超低空探测与跟踪上的应用

以超低空防御为背景 ,以防御系统雷达和红外传感器的融合为主线 ,运用概率互联理论和交互式多模型理论对超低空目标的探测和跟踪问题进行了仿真。经仿真认定 ,该理论不仅可用于目标的探测和预警 ,也可用于导弹的跟踪和制导     

基于机动判别的变结构交互多模型跟踪算法

临近空间高超声速机动目标具有高速、高机动的运动特性,协同转弯模型是跟踪临近空间目标的常用模型之一。基于协同转弯模型的自适应网格交互多模型(adaptive grid interaction multiple model, AGIMM)算法能够较好地适应临近空间高超声速目标运动特性,但AGIMM算法存在着依赖中心网格模型,非机动时刻模型集收敛缓慢的问题,基于此提出了一种基于机动判别的变结构交互多模型算法。所提算法根据目标机动特性调整跟踪模型集的结构及模型概率转移矩阵,加快了非机动时刻模型集的收敛速度,克服了AGIMM算法存在的问题。通过蒙特卡罗仿真验证,改进的算法相对于AGIMM算法提高了对临近空间高超声速目标的跟踪性能。     

NSHV机动目标跟踪的自适应模型算法

临近空间高超声速飞行器具有飞行轨迹多变、机动性强等特点,而周期性的滑跃式飞行是其常用的重要机动形式。将目标加速度建模为时间自相关的随机过程,结合“当前”统计模型的自适应跟踪思想,提出了一种针对临近空间高超声速飞行器机动目标跟踪的模型。采用容积卡尔曼滤波算法分别对单模型和交互式多模型进行了蒙特卡罗仿真分析,结果表明该模型在跟踪临近空间高超声速飞行器时有较好的跟踪精度和适用性。     

临空高速目标协同探测跟踪需求分析

临空高速目标具有高空、高速、机动能力强、雷达散射截面积小等特性,仅靠单一探测手段难以发现和稳定跟踪。在分析临空高速目标的运动、电磁及红外特性的基础上,探讨了目前雷达、红外平台探测跟踪能力的不足,提出了多平台协同探测跟踪临空高速目标平台与载荷需求、多平台协同工作流程。最后,初步仿真验证了天基多平台的协同探测能力需求。研究可为反临空高速目标的探测跟踪系统发展提供理论和技术支持。     

巡航弹飞行环境对跟踪照射雷达探测性能影响仿真分析

防御系统跟踪照射雷达对巡航导弹探测是低空反导防御系统有效作战的关键环节,是影响防御系统拦截效能的重要因素.依据雷达探测功能仿真原理,结合巡航导弹飞行仿真与雷达探测仿真建立跟踪照射雷达对巡航导弹探测仿真模型.通过建立杂波模型、电子干扰模型以及大气衰减模型,分析了巡航弹飞行环境对雷达探测性能的影响.所述方法能满足巡航导弹与防御系统跟踪照射雷达作战效能仿真和评估的应用要求.     

盲区下高超声速飞行器贝叶斯指示交接方法

针对探测盲区下的高超声速飞行器接力跟踪问题,提出了基于多假设运动模型的贝叶斯指示交接方法。该方法首先根据目标运动的先验信息,对盲区下模型参数进行多假设建模。然后利用贝叶斯理论以概率的形式表达目标在盲区内的运动状态,通过蒙特卡罗采样近似计算搜索空域中目标的概率分布,从而确定搜索空域和波位顺序。仿真结果表明,该算法在一定盲区范围内,针对不同机动能力的目标均具有较高交接成功概率,其性能显著优于传统算法,能够实现目标的指示交接。     

宽带相控阵雷达导弹防御能力建模仿真研究

宽带相控阵雷达在导弹防御系统的预警探测、跟踪、识别、制导、拦截以及杀伤效果评估等各个环节均发挥着不可替代的关键作用.在深入分析雷达系统对弹道目标的探测、跟踪、识别等过程的基础上,建立了宽带相控阵雷达电子战系统信号级仿真模型体系和软件.针对复杂电于于扰条件下的典型导弹突防战情,进行了仿真研究,仿真结果为评估导弹目标的突防能力和宽带相控阵雷达系统的防御能力提供了有益的参考.     

雷达/红外双模制导背景下的模糊目标跟踪器

在雷达／红外双模制导背景下，对雷达／红外传感器的测量数据进行融合并提出了一种跟踪机动目标的模糊跟踪器。该跟踪器能够精确的获取目标机动的动态信息，应用一系列的模糊规则自适应的调整卡尔曼滤波器的过程噪声协方差矩阵，从而更适合用于实际的跟踪系统。通过对红外成像和雷达多传感器对目标跟踪系统的数字仿真表明所提出的模糊跟踪器性能良好。     

高超声速目标雷达回波脉内运动模型

针对线性调频脉冲压缩雷达体制下高超声速目标回波信号建模问题,采用目前常用的停走模型,由于忽略了目标在一个脉冲持续时间内（简称脉内）的运动,不能真实反映目标回波特点,高超声速目标回波信号的脉冲压缩输出存在较严重的主瓣偏移并展宽的问题,严重影响目标信号的积累与检测。对此,提出了高超声速目标回波信号的脉内运动模型,理论分析和数值仿真均表明了高超声速目标的回波信号采用脉内运动模型的必要性。在典型参数下,采用脉内运动模型比采用停走模型的脉冲压缩增益提高3 dB以上。     

基于AGIMM的临近空间机动目标跟踪滤波算法

由于临近空间高超声速目标的机动形式复杂,单一模型很难满足高精度跟踪的需要。因此需要使用基于多种模型进行交叉耦合的交互式多模型算法,这种算法特点与临近空间目标高速、高机动特性相适应。提出了一种自适应网格交互多模型跟踪算法用于临近空间高超声速机动目标的跟踪问题。所提方法能够处理自适应时变模型集合,随时调整当前时刻使用的模型数量,相比于固定结构交互式多模型算法极大减少了计算量,计算效率和跟踪精度更高,数值仿真结果验证了所提算法的有效性。     

导弹探测系统发现概率的建模

来袭弹道导弹的系统发现概率是度量导弹探测系统效能的关键指标。基于搜索论,根据远程地基预警雷达分别在无目标指示和红外预警卫星目标方位、运动状态指示下的场景,分别建立了其对来袭弹道导弹发现概率模型。根据集合论给出了系统发现概率的定义和表达式,并分析了有目标指示相对于无目标指示状态的增量。以“铺路爪”远程预警雷达为算例,给出了其有无目标指示等多种情况发现概率的结果。研究过程可应用到导弹探测系统的设计。     

基于模型转换频率估计的低空目标分类

为解决传统机械扫描预警雷达的低空目标分类问题, 提出一种利用模型转换频率估计的飞鸟与无人机目标分类方法。首先, 建立可能的无人机和飞鸟目标运动模型, 进而对目标轨迹进行多模型滤波和平滑处理。然后, 通过估计目标的模型转换频率实现目标分类。仿真结果验证了所提方法的鲁棒性和有效性, 证明经过平滑处理的目标分类结果优于仅经过滤波处理。针对低空预警雷达在机场和海岸环境中采集的真实数据, 在无人机频繁改变飞行方向模拟飞鸟机动性特征的情况下, 所提方法仍然可以较好地跟踪和区分无人机与飞鸟目标, 大幅降低了雷达系统的虚警率。     

导弹预警卫星目标识别算法研究

针对导弹预警与攻防对抗中的导弹目标识别问题,提出了一种导弹预警卫星地面应用系统中对导弹目标进行识别的新算法。该算法提出用导弹发射点位置、导弹尾焰红外特征和导弹关机点特征量作为导弹目标识别的特征量,用模糊隶属度加权求和方式进行信息融合,根据融合和最大融合量的阈值判决确定导弹的类型、国别。仿真实验证明了该算法的有效性。     

对抗环境下宙斯盾系统探测弹道导弹的仿真

给出了对抗环境下宙斯盾系统探测弹道导弹的仿真技术。仿真系统建立了宙斯盾系统中SPY 1相控阵雷达、SPG 62照射雷达及SM 2导弹半主动导引雷达的电波传播、射频信道和信号处理模型,给出弹道导弹目标雷达散射截面的快速计算方法,考虑宙斯盾平台和弹道导弹的运动模型以及阻塞式干扰等对抗情况,仿真宙斯盾系统探测并使用SM 2导弹截击弹道导弹的过程。仿真系统可以应用于弹道导弹利用速度、弹道设计和电子对抗等措施突防宙斯盾系统的研究。     

导弹防御系统中的雷达目标识别技术进展

目标识别是弹道导弹防御系统的核心技术。根据弹道导弹飞行中的目标特性和导弹防御系统的传感器配置分析了导弹防御系统中目标识别的技术特点,论述了国外导弹防御系统中雷达目标识别的总体技术思路,并重点从目标轨迹特性、结构特性、进动特性以及再入特性等方面总结了利用雷达测量进行弹道导弹识别的技术进展,最后给出了开展导弹防御系统中目标识别研究的建议。     

天空双基雷达回波空时二维建模与分析

天空双基地雷达作为一种新型预警雷达体制,具有探测范围大、抗干扰能力强等优点。本文首先建立了天空双基地雷达的几何模型,然后对目标回波、杂波及直达波进行建模,并分别分析了三者的距离特性与多普勒特性,最后对有无地球自转情况下多普勒频率与目标飞行速度角度的关系、空时二维杂波谱以及目标回波与直达波的空时二维谱进行了仿真。综合理论与仿真结果,表明所建模型是合理的,能为天空双基地雷达关键技术研究提供参考。     

带航路规划的反舰导弹新“纯方位”攻击方法

针对反舰导弹对海攻击中传统“纯方位”攻击方法存在的末制导雷达开机早、易被干扰的不足,提出一种新的“纯方位”攻击方法。所提方法利用导弹航路规划能力,将传统方法中朝目标散布区长轴方向攻击改变为朝短轴方向迂回攻击,推迟了末制导雷达的开机时间,可有效避免导弹被敌方电子干扰设施提前发现,增强了导弹的隐蔽性和末端突防能力。对所提方法中由于航路规划所带来的导弹可攻击范围的改变进行了建模和评估,从而为采用新方法的反舰导弹作战能力和需求的匹配提供依据。     

弹道导弹防御系统中的预警探测雷达

本文讨论弹道导弹防御（ＢＭＤ）系统中雷达的作用及其对雷达的要求。随着弹道导弹技术及其突防手段的发展，对ＢＭＤ系统中的各类雷达提出了许多新的课题，例如高精度制导及目标识别问题。在简要回顾所有关雷达发展过程的基础上，讨论了适应未来ＢＭＤ系统需要的雷达技术问题。     

基于HLA的多模复合制导仿真系统的研究与实现

根据多模复合制导系统的特点以及高层体系结构（HLA）的原理,提出了一种基于HLA,面向多模复合制导的主动、被动和红外导引头的多模复合制导新方法,分析和建立了多模复合制导系统的主要数学模型,详细的论述了主动雷达和被动雷达的建模过程,也给出了红外导引头的建模方法,并且针对该导弹攻击海面目标的整个过程进行了仿真分析,从仿真结果可以充分的看出所建立的仿真系统是有效的,该系统可以为多模复合制导导弹作战效能的分析与评估提供有效的平台和依据。     

多普勒频移支持红外预警卫星反导作战研究

为拓展反导作战中红外预警卫星的目标速度估计方式,提出利用星载探测器进行被动红外多普勒频移测速的构想。首先建立多星多普勒频移测速模型,给出了多普勒频移测速误差与观测几何、辐射波长以及光谱分辨率的关系;然后推导多普勒频移测速误差与导弹发射坐标系下速度误差的坐标转换关系,描述了多普勒频移测速对弹道参数估计的贡献。最后,结合战术需求,通过仿真实例分析了多普勒频移测速对参数估计的影响。