弹道目标运动参数估计方法研究及软件设计

摘要

由于弹道导弹的突防技术不断发展,弹道目标的运动参数估计与弹道目标识别技术在弹道导弹防御系统中发挥着重要的作用。本文主要研究了基于弹道目标运动参数的估计问题,分别从再入段弹道与中段弹道两个方面展开讨论。论文的主要工作概括如下:
　　1、首先基于目标的受力分析建立再入段目标运动模型。之后将再入段目标运动模型简化引出中段目标运动模型。运动模型的建立为后续的再入段质阻比估计与中段径向加速度估计奠定了基础。
　　2、针对再入段弹道目标,介绍了扩展卡尔曼滤波器的基本理论。鉴于不同功能雷达所观测到的信息不同,我们在不同坐标系下建立了目标的运动方程与观测方程,通过扩展卡尔曼滤波对质阻比进行估计。最终以不同坐标系为基础对目标质阻比估计的收敛高度进行了分析和比较。
　　3、针对中段弹道目标,从两方面介绍了微动周期估计方法。1)引入了目标微RCS,并分析、比较了两类基于微 RCS的中段目标微动周期估计方法。2)提出在量测数据的基础上通过扩展卡尔曼滤波估计中段目标径向加速度,对窄带回波数据进行平动补偿。最终基于目标窄带回波的时频分析,提取时频图中目标的微多普勒曲线,分析得到中段目标的微动周期。
　　4、介绍了我们开发编制的空间目标参数估计软件。主要内容包括该说明包括MATLAB和VC混合编程简介、软件功能及系统特点、软件使用三部分。该软件实现的功能主要包括RCS周期的估计,回波平动补偿及时频图曲线提取三个部分。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 本文的主要内容及结构安排

第二章 再入段与中段弹道目标建模

2.1 引言

2.2 坐标系及坐标变换

2.3 再入段弹道目标建模

2.4 中段弹道目标建模

2.5 仿真实验

2.6 本章小结

第三章 再入段弹道目标运动参数估计

3.1 引言

3.2 扩展卡尔曼滤波

3.3 质阻比估计

3.4 仿真实验

3.5 本章小结

第四章 中段弹道目标运动参数估计

4.1 引言

4.2 基于中段目标RCS估计微动参数

4.3 基于中段目标时频图估计微动参数

4.4 实验结果与分析

4.5 本章小结

第五章 空间目标参数估计软件设计

5.1 软件实现方法

5.2 软件功能及使用简介

5.3 本章小结

第六章 结束语

6.1 内容总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果