基于空间特性的弹道特征抽取

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1、第31卷第2期2012年4月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnoIogyV01．31No．2ADr．2012基于空间特性的弹道特征抽取。单洪春(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：首先分析了弹道特征的影响因素，然后利用微分几何的相关知识讨论了弹道特征的抽取问题，进而提出了用曲率／挠率弧长作为参量提取弹道特征的方法，给出了理论分析和应用说明，最后利用仿真数据进行了验证。仿真结果表明，该方法能够准确反映出导弹的一些机动动作，如姿态调整及弹头抛撒等，在导弹目标识别中具有一定的应

2、用价值。关键词：空间特性；弹道特征抽取；目标识别；特征分析中图分类号：V557文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)02一0069一04TrajectoryCharacteristicsExtractionBasedonSpacePropertySHANHongchun(BeljjngInstituteofTrackingandTelecommunlcation3Technology，Beijing100094)Abstract：Foll。winganalysesoftheinfluentialrequir

3、ementsoftrajectorycharacteristics，thlspapermscussestrajectorycharacteristjcsextracti。nbasedonthetheoryofdifferentialgeometry．Then，ameth。dthatutilizesthreeparameters，arc】ength，curvatureandtorsion，isproposed．TheoreticaIanalysisandapplicati。ninstructi。nsaregiVen．Them

4、ethod；svalidatedwithsimulatlondataandtheresultsshowthatthemethodrevealscertainmaneuverablemo—li。normissllessuchasattitudeadjustmentandwarheadprojectionandtheresultsarevaluableinthefield。fmissiletargetrecognition．Keywords：SpaceProperty；TrajectoryCharacte“sticsExtra

5、ctl。n；TargetRecognition；CharacteristicsAnalysis0引言随着军事技术的发展，实战背景下的弹道特征分析及目标识别研究越来越受到关注，日益成为火国竞争的新技术制高点，对武器装备的发展有着重大作用。说到特征分析和目标识别，首先要搞清楚什么是特征，为什么要找特征?简单地讲，特征是一种物体内在的属性，它具有稳定、唯一的性质，利用其差异性可区分出彼此。与此相对应，物体的表象可能有很多，且是易变的，也就不能用来区分彼此。因此，特征分析和目标识别就是通过存在差异的特征量来区别各自目标的过程。根据

6、研究对象的不同，可分为电磁特征、时空特征等口]。弹道本质上是空间曲线，根据微分几何的观点，空间曲线本身不存在任何“内蕴”的特性一“，它所具备的特性实际上是它所在空间特性的反映。因此，本文通过欧式空间特性研究来分析弹道曲线特征提取问题，并给出应用实例。1弹道特征的表示要求1．1影响弹道的因素首先分析影响导弹飞行轨迹的主要因素。根据牛顿定律，物体的运动由它所受的外力／力矩决定。对导弹来说，除了自身的一般固有属性(质量、转动惯量、力热结构等)，各阶段所受的外力也不同口。4]：主动段主要受发动机性能(推力、工作时间等)和控制程序(

7、俯仰、偏航等调姿动作)影响，运动规律复杂；自由段只受地球重力影响(重力场随高度不同而不同)．运动相对简单；再人段，除重力外还有气动力(与速度、火气密度、再入角度等因素相关)的影响，由于弹头高速再入会产生烧蚀等物理过程，它的气动外形和质量分布等都有可能发生较大变化，因此*收稿日期；201l一11—21；修回日期：2012—02—16作者简介：单洪春(1978一)．男，硕士，工程师．主要研究方向为导弹测控仿真领域；E—mall：shc7866shc@hotmail．com飞行器测控学报第31卷再入段运动也很复杂。综上可见，影响

8、到导弹运动的因素很多，要求选取的弹道特征量要能反映这些因素，而且要对它们的细微变化较敏感．以利后续的分析工作。1．2数学描述要求弹道特征量的选取应满足前面所说的关于物体特征的一般原理，即有稳定性(不变性)。数学上是通过寻找数学不变量来进行表达和描述的。传统上，弹道总是用时间变量f来描述，即某个时刻导弹的