基于动力学约束的实时弹道滑动处理方法

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1、第30卷第3期2011年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．30No．3Jun．2011基于动力学约束的实时弹道滑动处理方法。张艳，郭军海，慈颖(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：应用卫星短孤定轨理论，根据导弹运动特性建立被动段弹道动力学模型来约束其运动，研究了基于动力学约束的实时弹道滑动处理方法，能有效地提高弹道的定轨精度和稳定性。同时通过设计合理的累积窗口和滑动窗口宽度，可实现弹道处理近实时的快速计算。仿真结果表明，将该方法用于被动段实时弹道处理，其速度精度可提高1～2个量级，明显地克服了滤波定轨的收敛时间较长和单点

2、定位精度较差的不足。关键词：实时弹道；动力学约束；滑动处理中图分类号：V557文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)03—0056一05ARealtimeBallisticSlidingProcessingMethodBasedonDynamicConstraintZHANGYan，GU0Junhai，CIYing(BeijingInstituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology，Beijing100094)Abstract：Toimprovetheprecisionandstabilityofballisticdetermin

3、ation，short-arcdeterminationusedOnsatelliteisimproved．AccordingtOthemotioncharacteristicsofmissiles，arealtimeballisticslidingprocessingmethodbasedondynamicconstraintsisstudiedbybuildingthedynamicmodelofpassivephasetrajectory．Meanwhile，reahimefastcomputationonballisticprocessingcouldberealizedbydesig

4、ningreasonablewidthsofaccumulatingwindowandslidingwindow．Simulationresultsshowthattheballisticrateisincreasedby1～2levelusingthismethodonpas—sirephasereahimeballisticprocessingandthedefectsoflongconvergencetimeoffilterballisticdeterminationandpoorprecisionofsinglepointballisticdeterminationisovercome

5、．Keywords：ReahimeTrajectory；DynamicConstraints；SlidingProcessing0引言随着新型导弹精度和设备引导精度的提高，对外测系统提供的实时弹道和预报弹道的精度要求也越来越高，尤其是对导弹被动段高精度长弧段预报。靶场目前主要采用单点解析或滤波方式求饵实时弹道，单点解析方法在采用雷达或光学设备观测时，速度均通过中心平滑的方式给出，精度较差，在观测不充分或有异常观测时，均无法获得有效的实时弹道。而滤波方法可以实时输出弹道的位置和速度，但在观测不充分时，滤波的收敛较慢，甚至可能出现发散现象，且其速度的解算精度和平稳性也很难满足长弧段预报的要求。随着

6、计算机性能的提高，累积一段时间的数据将用于事后处理的精确方法实时化已逐渐成为可能，国内外诸多学者开展了相关研究，如滑动多项式、递推样条滤波等n圳。考虑到导弹的被动段飞行特点，本文提出基于动力学约束的实时弹道滑动处理方法，该方法将一段弹道数据联合处理，通过增加动力学约束将每个时刻目标的位置和速度的估计问题转化到累积窗口t。时刻目标的位置和速度的估计问题，这极大地减少了待估参数个数，提高了弹道的估计精度和稳定性。同时通过调整累积窗口和滑动窗口的宽度，可以提高实时处理能力，以满足实时长时段预报的时间和精度要求。1被动段弹道模型被动段是主发动机停止工作到飞行器返回到地*收稿日期：2010—11—15；

7、修曰日期：2010—12—10第一作者简介：张艳(1975一)，女。博士，主要从事导弹测控试验数据处理方法与应用研究工作fE—mail：zhyanl227@sina．corn第3期张艳，等：基于动力学约束的实时弹道滑动处理方法57面的一段轨道，此时飞行器上作用力能进行精确的描述，可以建立动力学模型来描述导弹的运动特性。根据气动力的影响，被动段又常分为自由段和再入段。导弹自由段运动时处于稀薄大气中，