主动寻的制导中机动目标拦截末制导技术研究

摘要

在机动目标精确拦截寻的制导应用中，目标状态估计延迟特别是加速度估计延迟是影响脱靶量的主要因素。在现有机动目标状态估计框架下，状态估计实时性与稳态精度之间是一对难以调和的矛盾。战术弹道导弹具有与拦截器大致相近的机动性能，与其相比，拦截器在机动性能方面的优势越来越不明显。因此，战术弹道导弹的拦截对现有的制导控制技术提出了巨大的挑战。基于此背景，本文旨在提出一种新的估计制导方法改善战术弹道导弹的拦截精度。
　　本文在明确末制导机动目标精确拦截问题的基础上，根据制导末段弹目运动关系，建立制导系统系统模型及观测模型，同时给出性能评价指标以及分离定理的使用条件。针对机动目标状态估计技术这一关键问题，首先讨论了传统的卡尔曼滤波器（KF）估计方法、基于成型滤波的卡尔曼滤波（KFSF）算法以及交互多模型(IMM)算法，并通过仿真数据验证了几种方法的估计性能。针对其估计精度不高、估计延迟较大的缺陷，提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter，EKF)的快速多模自适应估计(Multiple Model Adaption Estimation，MMAE)算法，实验结果验证了算法的有效性。为了提高寻的制导末段的拦截性能，首先介绍了传统比例导引方法，在此基础上，给出了考虑追逃双方，从弹目双方优化出发的双方控制导引方法，即微分对策导引方法。并在综合考虑三种微分对策导引方法 DGL/C、DGL/1、DGL/0性能优势的基础之上，提出了一种基于三种微分对策方法的混合微分对策导引方法DGL/H。本文最后给出了基于IMM机动检测的集成估计与制导方法，以及基于Fast MMAE/EKF的混合微分对策（DGL/H）导引方法。实验证明，DGL/H相较于单一制导方法，具有更好的制导性能。同时，与基于IMM机动检测的集成估计与制导方法相比，基于Fast MMAE/EKF的混合微分对策制导方法具有更好的拦截性能。

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第一章 绪论

1.1 研究意义及背景

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文的主要任务

第二章 寻的末制导的状态空间模型及性能评价指标

2.1 引言

2.2 寻的制导基本概念

2.3 寻的制导系统拦截模型

2.3 制导性能评价

2.4 分离定理

2.5 本章小结

第三章 机动目标状态估计技术

3.1 引言

3.2 机动目标跟踪算法

3.3 基于多模型的估计方法

3.4 状态估计算法仿真结果与分析

3.5 本章小结

第四章 主动寻的导引技术

4.1 引言

4.2 传统制导技术

4.3 混合微分对策制导技术

4.4 集成估计与制导方法研究及仿真分析

4.5 本章小结

第五章 结束语

5.1 本文工作总结

5.2 未来研究展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果