基于映射矩阵的单平台射向快速估计算法

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1、第29卷第5期航天电子对抗1基于映射矩阵的单平台射向快速估计算法郦彤，吴京，盛卫东，武立华，郭靖(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：针对基于弹道切割模型的单平台仅测角射向估计效率低的问题，提出了一种基于映射矩阵的射向快速估计算法。首先，介绍了基于弹道切割模型的射向估计的基本原理，分析了该算法的不足。其次，以一个切割平面为基准，研究了其它切割平面与该基准平面的映射关系，进一步建立了映射矩阵。接下来，基于映射矩阵提出了射向估计的快速算法。蒙特卡罗仿真结果表明，该算法的射向估计精度与原算法基本相当，但计算效率提高了近6倍。关键词：射向估计；单平台

2、；切割平面；映射矩阵中图分类号：TN971文献标识码：AAfastheadingestimationalgorithmofonlyanglemeasurementonsingleplatformbasedonmappingmatrixLiTong，WuJing，ShengWeidong，WuLihua，GuoJing(CollegeofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，Hunan，China)Abstract：Aimingatlow

3、efficiencyofheadingestimationonsingleplatform，afastheadingestimationalgorithmbasedonthemappingmatrixisproposed．Firstly，thefundamentaloftheheadingestimationbasedonacuttingplaneisintroduced，andtheshortageofalgorithmisanalyzed．Secondly，theinternalrelationofeachcuttingplaneisestablished。an

4、dthemappingalgorithmamongeverycuttingplaneisstructured．Thirdly，afastheadingestimationisproposedbasedonthemappingmatrix．Monte-Carlosimulationresultsshowthattheefficiencyoftheheadingestimationisimprovedintheconditionofthesameaccuracy．Keywords：headingestimation；singleplatform；cuttingplane

5、；mappingmatrixO引言天基光学跟踪系统，如DSP、STSS等，作为战略防御体系的重要组成部分，具有覆盖范围广、定位精度高、隐蔽性强等优点，已越来越受到各国关注[1]。受星座规模、传感器视场角等因素限制，天基光学跟踪系统对目标的观测条件通常为单星观测。星载红外传感器只能获得目标的到达角和辐射强度信息，无距离信息，对目标定位来说，属于仅测角观测r引。因此，研究单平台仅测角观测条件下的射向估计在天基光学跟踪系统中具有重要的意义。目前主要有两类射向估计算法，一类需要弹道模板支持嘲，另一类则不依赖弹道模板‘4

6、。后者中一种收稿日期：2013—05—13,2013—

7、06～15修回。作者简介：郦彤(1988一)，男，硕士，研究方向为空间信息获取与处理技术。有代表性的方法是基于弹道切割模型的射向估计方法口]。该方法通过对弹道作一定的假设，建立弹道切割模型，实现射向估计。该算法由于不需要弹道模板支持，已越来越受到重视。但研究表明，此算法由于需要搜索每一个弹道切割平面，存在计算效率低的问题，制约了算法的实际应用。为此，本文研究了不同切割平面间的内在关系，提出了一种基于映射矩阵的射向快速估计算法，提高了射向估计效率。仿真结果验证了该算法的有效性。1基于弹道切割模型的射向估计射向估计首先需要建立合理的目标运动模型。弹道导弹目标受重力、推力

8、、控制力、气动力等多种因素的影响，运动模型非常复杂[6]。目前，常用的运动模型有多项式模型、重力转弯模型、动力学模型等，不同模型的计算复杂度和精度有～定差别。本文采用的是一种考虑重力因素的改进的十二态多项式模型[7]。设状2航天电子对抗2013(5)态变量为：x=(rT，÷T，≯T，‘FT)T，其中r=(z1，X2，z3)、声=(z4，zs，z6)、≯=(z7，X8，z9)、‘产‘=(zlo，z11，z12)分别表示位置、速度、除重力作用之外的其它力产生的加速度、加加速度。则有状态方程：Zl—X4Z2一X5Z3——X6主4=X7一口z1／I主5=z8一弘z2／f