"红外卫星-地基雷达"航迹融合算法的实现及精度分析

为提高对助推段弹道导弹轨迹跟踪的精度,设计一种"红外卫星-地基雷达"航迹融合算法.通过建立传感器量测和航迹融合的仿真模型,结合凸组合融合法和协方差交集法,分别实现了天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合,以及天波超视距雷达和红外预警卫星配准后航迹数据的融合.通过仿真证明了在进行航迹融合后的跟踪结果较SBIRS单独的跟踪结果精度更优.设计的凸组合融合法和协方差交集法的跟踪结果精度可以满足针对弹道导弹的早期预警需求.     

基于红外卫星和大型相控阵雷达的目标联合跟踪算法

针对天基红外卫星和大型相控阵雷达各自在弹道导弹跟踪时存在的不足,结合二者特点提出了一种基于红外卫星和大型相控阵雷达的目标联合跟踪方法,建立了"高轨红外卫星和大型相控阵雷达联合跟踪"模型、"低轨红外卫星和大型相控阵雷达联合跟踪"模型,对相应算法进行了分析比较,对目标航迹数据进行了融合处理,最后通过MATLAB仿真对比研究了目标联合跟踪方法和独立跟踪方法的差异。结果表明:采用目标联合跟踪方法,能够明显改善对弹道导弹的跟踪效果。     

一种改进滤波算法及其在目标跟踪中的应用研究

针对无迹卡尔曼滤波算法在滤波迭代过程中可能存在状态协方差矩阵非正定情况,导致跟踪误差较大甚至滤波易发散等问题,对无迹卡尔曼滤波算法进行了改进设计。在滤波迭代过程中对状态协方差矩阵进行QR分解和Cholesky分解,通过分解后的协方差平方根矩阵来进行滤波迭代,从而保证状态协方差矩阵的正定性,并利用加权最小二乘法进行量测数据同步融合。为验证改进算法的有效性,设计了雷达红外联合跟踪系统数据融合仿真测试实验,并与传统无迹卡尔曼滤波算法进行了比较。仿真实验结果表明：改进算法能够有效抑制跟踪误差、提升目标跟踪系统的鲁棒性,可应用于防空武器系统多传感器航迹信息融合系统设计。     

雷达/红外复合导引头信息融合技术研究

多模复合寻的制导技术已成为精确制导武器的发展方向,采用雷达/红外双模制导模式,可有效提高制导系统的精度。多传感器数据融合技术是双(多)模寻的制导的关键技术之一。对雷达/红外复合导引头数据融合研究现状进行了讨论,包括目标跟踪融合的关联和估计、数据对准、航迹关联、航迹融合、目标识别;并讨论了这些算法的基本原理、相关技术及方法、存在的问题和研究方向。     

天波超视距雷达坐标配准方法

针对天波超视距雷达多径传播现象设计了仿真实验,分别对平面量测模型和球面量测模型的坐标配准给出了严格和详细的证明,然后根据具体的仿真实例验证了公式的正确性,并分别对两种模型的坐标变换公式组进行了误差统计.     

多种异类传感器联合跟踪的异步航迹融合算法

针对多种异类传感器联合跟踪的数据不同步问题,提出了一种适应于工程应用的异类传感器的异步航迹融合算法。首先利用最小二乘估计对红外测角信息进行数据压缩预处理,将预处理之后的红外测角信息与激光测距信息作为光电测量值代入扩展卡尔曼滤波,再利用分布式异步融合算法将光电与雷达进行航迹融合。仿真结果表明,该算法具有很好的跟踪精度、收敛速度和实时性。     

单平台主／被动雷达制导异步数据融合算法研究

为改善主／被动雷达对目标的跟踪性能，在主／被动雷达双模制导模式下，对主／被动雷达的测量数据进行融合处理。由于主／被动雷达测量周期不同，导致主／被动雷达测量数据不同步，文中对于不同步的信息、采用基于最小二乘法的时间配准方法，使之信息同步；对同步后的主／被动雷达数据采用带反馈的卡尔曼滤波算法，由于被动雷达仅测得目标的角度信息，而主动雷达可得到目标的角度和距离信息，本文将融合中心的状态估计和预测协方差反馈给被动雷达。仿真结果表明，融合中心能够实现对目标的状态估计，且反馈的利用可以明显改善局部传感器的估计精度，能够有效地减小系统动态误差。     

单平台主/被动雷达制导异步数据融合算法研究

为改善主/被动雷达对目标的跟踪性能,在主/被动雷达双模制导模式下,对主/被动雷达的测量数据进行融合处理.由于主/被动雷达测量周期不同,导致主/被动雷达测量数据不同步,文中对于不同步的信息采用基于最小二乘法的时间配准方法,使之信息同步;对同步后的主/被动雷达数据采用带反馈的卡尔曼滤波算法,由于被动雷达仅测得目标的角度信息,而主动雷达可得到目标的角度和距离信息,本文将融合中心的状态估计和预测协方差反馈给被动雷达.仿真结果表明,融合中心能够实现对目标的状态估计,且反馈的利用可以明显改善局部传感器的估计精度,能够有效地减小系统动态误差.     

自动相关监视与多雷达数据融合综述

对自动相关监视与多雷达数据融合的关键技术进行综述。将各种参与数据融合的监视信息进行统一,保证了信息的一致性;选择ADS与多雷达数据融合的变更周期,确保了数据的精度与可靠性;ADS与多雷达数据融合中的系统误差配准,使融合的数据更加准确;利用模糊聚类的方法使多雷达与自动相关监视数据关联,使系统能够得到可靠的关联性能;在复杂环境下对野值进行剔除,提高了融合精度。给出了ADS与多雷达航迹融合的方法,生成飞行器最终的航迹。     

天波超视距雷达多路径数据关联跟踪算法对比研究

天波超视距雷达的多传播路径会引起多个量测对应同一个目标的问题，而由于传播模式的模糊性，量测与传播模式的对应关系是不确定的。多路径Viterbi数据关联跟踪算法（MVDA）采用回波竞争的思想，而多路径概率数据关联跟踪算法（MPDA）利用了回波合并的策略。通过多次Monte Carlo仿真试验对两种算法的失跟率、状态估计的均方根误差、航迹终结延时以及计算量等跟踪性能指标进行了比较。仿真结果表明，在低检测率、重杂波环境下，提出的MVDA算法大大降低了失跟率，而MPDA算法具有较高的估计精度。     

中低轨红外预警弹道估计及精度分析

解决了在一颗中低轨预警卫星的条件下的导弹定位和弹道估计问题,主要以自由段弹道方程式为模板,与观测数据作匹配得到导弹初始观测点参数,确定整个弹道.通过精度分析和仿真实验,证明方法的有效性和可行性.     

弹道导弹防御预警系统弹道预测误差分析

基于所建立的辅助坐标系,通过一系列坐标变换对弹道导弹中段防御预警系统的弹道预测过程进行了合理分解,有效地简化了预测状态的表达形式和计算过程.在此基础上对跟踪雷达正弦坐标系下弹道预测的误差进行了分析,给出了误差的工程计算方法和蒙特卡洛仿真结果.分析过程和仿真结果表明,利用该方法得到的预测误差与实际预测误差水平相吻合,其计算过程较传统方法简单、高效.     

浅析战术弹道导弹的探测预警

在认真分析战术弹道导弹的弹道特点和战术使用特点的基础上，肯定了对战术弹道导弹预警探测的可行性，并研究构建了战术弹道导弹预警探测的体系结构，着重分析了对其预警探测的基本手段，提出了预报弹道与落点的模型和雷达散射截面综合模型，这些模型的建立将对战术弹道导弹的探测预警提供一定的理论依据。     

一种新的外弹道战情数据产生方法

对远程预警雷达系统仿真中外弹道数据产生方法进行研究,提出了一种新的外弹道战情数据产生方法.该方法根据导弹某时刻位置、射程、最高点高度和偏雷达观测站角度来确定弹道轨道,此轨道数据生成方法很容易控制弹道目标的发射位置、方向和轨道飞行时段,满足了仿真系统中基于雷达站直角坐标系的战情设置.仿真结果表明该弹道数据产生模型是正确的.     

基于迭代凸优化的导弹探测时间估算方法

为准确估算远程预警雷达对弹道导弹探测的时间窗口,需要联立导弹轨迹与雷达探测范围的数学模型,求解非线性二次方程组。提出了一种非线性二次方程组的求解方法,首先将核问题转化为二次等式的优化问题,引入误差范数约束非凸优化问题,将二次等式进行一阶和二阶泰勒展开,将原问题在局部近似为一个最优化问题并利用迭代凸优化求解,得到雷达探测范围与导弹弹道的交汇点坐标的解析解,实现对雷达探测时间窗口的准确估算。通过场景模拟与求解分析证明了该方法的正确性,并表明该方法具有精度高、通用性强的特点。     

基于导弹设计原理的弹道建模与仿真

介绍了传统的导弹设计原理,分析了该方法在弹道生成中的不足.对不足之处,结合导弹的弹道方程,运用了Gauss-Newton迭代方法,提高了弹道精度,从而为预警仿真提供一个较为理想的作战对象.     

战术弹道导弹预警中的传感器管理研究

传感器管理技术是战术弹道导弹预警能力的重要技术手段,立足于战术弹道导弹预警任务要求,对传感器管理体系结构进行了分析.在此基础上,对战术弹道导弹预警传感器管理层次结构进行了研究,建立了传感器管理的闭环融合和感知回路,并结合预警任务实际,研究了战术弹道导弹预警传感器管理的相关内容,并对目前的管理方法进行了介绍分析,为战术弹道导弹预警传感器管理提供了一种可借鉴的思路.     

激光干扰红外成像制导导弹的仿真系统

为解决激光对红外成像制导导弹干扰特性的问题,对其制导导弹的仿真系统进行分析。根据目标在红外 探测器上成像的原理,采用形心跟踪法对目标进行信息提取与跟踪,应用 Simulink 分别构建目标成像模型、制导信 息提取模型、导弹飞行模型和激光干扰模型,通过建立导弹正常飞行弹道和在激光干扰后的干扰弹道,对影响激光 器的干扰因素进行仿真分析。仿真结果表明,该分析可对重要目标的防护工程提供参考。     

中低轨预警卫星覆盖效能与定位精度分析

基于中低轨预警卫星系统任务要求,研究中低轨预警卫星中的临边探测覆盖效能和目标定位能力。从弹 道导弹目标特性和可探测要素研究入手,引出临边探测的任务需求;从预警卫星对弹道导弹探测几何构型出发,建 立弹道导弹对不同高度的覆盖效果与系统构型和传感器探测能力之间的数学对应关系,分析预警卫星在典型作战场 景中的覆盖能力;研究双星和多星定位的定位原理,并仿真分析双星和多星定位的定位精度,以及其对预警装备目 标交接的影响。结果表明：在误差存在的情况下,定位精度可满足目标引导交接的预警任务要求。