海基平台下再入目标的低仰角测量跟踪技术研究

摘要

随着海洋资源的不断开发和利用，发展海上测控技术成为了热门的研究方向。基于海基平台的再入目标测量跟踪，无论在军事上用于导弹拦截防御，还是在航空航天领域中对航天器的回收，都有重要的战略意义。被测目标进入低空范围时，由于海面多径效应的干扰，雷达测量低空目标的过程中会存在不可忽略的误差。除了从目标直接反射回来的信号，雷达还会收到其他路径的反射信号。这种情况下，传统的单脉冲雷达不能很好地测量目标的俯仰角。本文运用C2算法处理单脉冲雷达和差通道接收到的回波信号，获得俯仰角信息。在一些实际场景中，C2算法仍然存在不可忽略的误差。将分析C2算法误差的产生原因并讨论减小其误差的方法，通过仿真实验验证了改进的C2算法的有效性和可行性。
　　本文在测量的基础上，对再入目标的跟踪问题进行研究。针对再入目标的受力特性，建立起再入目标的动力学模型，生成机动再入目标的模拟轨迹。由于再入目标的运动模型具有强烈的非线性，本文对几种非线性滤波算法(UKF、CKF、SR-HCKF、IMM-CKF)进行对比研究。针对非机动再入目标和机动再入目标两种场景，通过仿真实验比较几种算法的滤波性能和计算量，综合评估后选取最适合的算法。最后，结合C2算法的量测值，研究非高斯量测噪声的再入目标末段轨迹的跟踪问题，通过仿真实验比较CKF和PF的滤波效果。

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摘要

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术语与缩略词

图目录

表目录

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 多径效应

1．2．2 滤波算法

1．3 本文研究内容

1．3．1 再入目标运动特征分析与建模

1．3．2 低仰角情况下再入目标跟踪测量

1．3．3 再入目标跟踪算法研究

2 再入目标运动特征分析与建模

2．1 坐标系定义与转换

2．1．1 地心惯性坐标系

2．1．2 “东北天”坐标系

2．1．3 弹体坐标系

2．1．4 坐标系转换

2．2 再入目标的建模

2．2．1 空气动力模型

2．2．2 重力模型

2．2．3 动力学模型

2．2．4 轨迹仿真

2．3 雷达量测模型

2．4 本章小结

3 低仰角情况下再入目标跟踪测量

3．1 C2算法在单脉冲雷达系统中的应用

3．1．1 C2算法介绍

3．1．2 低空多径效应的几何模型

3．1．3 雷达回波信号模型

3．2 C2算法的分析及改进

3．2．1 C2算法的误差

3．2．2 系数选择

3．2．3 实验仿真

3．3 本章小结

4 再入目标跟踪算法研究

4．1 非线性滤波算法

4．2 非机动再入目标

4．2．1 UKF和CKF

4．2．2 SR-HCKF

4．3 机动再入目标

4．4 末段轨迹跟踪研究

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果