天基红外系统探测导弹助推段弹道估计算法研究
发布时间：2022-08-08 20:03
弹道导弹具有射程远、速度快、精度高、威力大等特点,是现代战争中最为重要的战略威慑武器,因此导弹预警及其体系建设成为世界各军事强国的战略工程。天基弹道导弹预警系统部署在外层空间,受地球曲率影响小,具备预警时间长、预警信息准确、覆盖范围广和抗干扰性强等特点,是战略预警的关键手段,其典型代表是天基红外系统（Space Based Infrared System,SBIRS）。目前,对SBIRS探测导弹助推段弹道估计算法的研究,多集中于双星探测弹道估计和单星探测弹道估计,常用扩展卡尔曼滤波算法或无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filtering,UKF）算法进行滤波递推处理,导弹运动模型大多采用匀加速模型、当前统计（Current Statistic,CS）模型等多项式模型,弹道估计的性能不够高,难以满足对来袭导弹实施有效防御的要求。因此,本文围绕如何提高SBIRS探测导弹助推段弹道估计性能的问题,从设计非线性滤波算法、导弹运动精确化建模和引入更多卫星的探测数据等方面展开研究,具体内容如下:1.针对如何通过设计非线性滤波算法来提高助推段弹道估计性能的问题,将容积卡尔曼滤波（C...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 天基红外系统发展现状
1.2.1.1 天基红外系统系统组成
1.2.1.2 天基红外系统探测体制
1.2.1.3 天基红外系统工作模式
1.2.2 导弹助推段运动建模研究现状
1.2.2.1 基于模板的建模方法
1.2.2.2 基于模型的建模方法
1.2.3 弹道估计滤波算法研究现状
1.3 论文工作及章节安排
第二章 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计基础和模型分析
2.1 引言
2.2 空间坐标描述
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系转换
2.3 导弹助推段动力学模型
2.4 天基红外系统星座构成及轨道参数
2.5 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计处理方法
2.5.1 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计流程
2.5.2 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计性能
第三章 基于容积卡尔曼滤波的助推段弹道估计
3.1 引言
3.2 当前统计模型
3.3 天基红外系统双星探测模型
3.4 容积卡尔曼滤波算法
3.4.1 当前统计模型-无迹卡尔曼滤波算法
3.4.2 当前统计模型-容积卡尔曼滤波算法
3.4.3 简化当前统计模型-容积卡尔曼滤波算法
3.4.4 滤波算法初始化
3.4.5 过程噪声设置
3.5 算法仿真与分析
3.5.1 基于CS-CKF的助推段弹道估计算法仿真
3.5.1.1 仿真场景
3.5.1.2 仿真结果及分析
3.5.2 基于简化CS-CKF的助推段弹道估计算法仿真
3.6 小结
第四章 基于不完备推力加速度模板的助推段弹道估计
4.1 引言
4.2 基于不完备推力加速度模板的导弹助推段运动模型
4.3 基于不完备推力加速度模板的助推段弹道估计算法
4.3.1 滤波算法初始化
4.3.2 过程噪声设置
4.4 算法仿真与分析
4.4.1 仿真场景
4.4.2 仿真结果及分析
4.5 小结
第五章 基于三星探测数据融合的助推段弹道估计
5.1 引言
5.2 天基红外系统覆盖能力分析
5.2.1 天基红外系统探测STK仿真
5.2.2 GEO卫星的探测视场
5.2.3 天基红外系统区域覆盖能力分析
5.3 天基红外系统三星探测模型
5.4 基于三星探测数据融合的助推段弹道估计算法
5.5 算法仿真与分析
5.5.1 基于CS模型的三星探测弹道估计算法仿真
5.5.1.1 仿真场景
5.5.1.2 仿真结果及分析
5.5.2 基于不完备推力加速度模板的三星探测弹道估计算法仿真
5.5.2.1 仿真场景
5.5.2.2 仿真结果及分析
5.6 小结
第六章 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计仿真系统
6.1 引言
6.2 系统设计
6.2.1 系统功能设计
6.2.2 系统结构设计
6.3 系统实现
6.3.1 导弹弹道仿真模块
6.3.2 天基红外系统探测模块
6.3.3 导弹运动状态估计模块
6.4 小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：3672138
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 天基红外系统发展现状
1.2.1.1 天基红外系统系统组成
1.2.1.2 天基红外系统探测体制
1.2.1.3 天基红外系统工作模式
1.2.2 导弹助推段运动建模研究现状
1.2.2.1 基于模板的建模方法
1.2.2.2 基于模型的建模方法
1.2.3 弹道估计滤波算法研究现状
1.3 论文工作及章节安排
第二章 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计基础和模型分析
2.1 引言
2.2 空间坐标描述
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系转换
2.3 导弹助推段动力学模型
2.4 天基红外系统星座构成及轨道参数
2.5 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计处理方法
2.5.1 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计流程
2.5.2 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计性能
第三章 基于容积卡尔曼滤波的助推段弹道估计
3.1 引言
3.2 当前统计模型
3.3 天基红外系统双星探测模型
3.4 容积卡尔曼滤波算法
3.4.1 当前统计模型-无迹卡尔曼滤波算法
3.4.2 当前统计模型-容积卡尔曼滤波算法
3.4.3 简化当前统计模型-容积卡尔曼滤波算法
3.4.4 滤波算法初始化
3.4.5 过程噪声设置
3.5 算法仿真与分析
3.5.1 基于CS-CKF的助推段弹道估计算法仿真
3.5.1.1 仿真场景
3.5.1.2 仿真结果及分析
3.5.2 基于简化CS-CKF的助推段弹道估计算法仿真
3.6 小结
第四章 基于不完备推力加速度模板的助推段弹道估计
4.1 引言
4.2 基于不完备推力加速度模板的导弹助推段运动模型
4.3 基于不完备推力加速度模板的助推段弹道估计算法
4.3.1 滤波算法初始化
4.3.2 过程噪声设置
4.4 算法仿真与分析
4.4.1 仿真场景
4.4.2 仿真结果及分析
4.5 小结
第五章 基于三星探测数据融合的助推段弹道估计
5.1 引言
5.2 天基红外系统覆盖能力分析
5.2.1 天基红外系统探测STK仿真
5.2.2 GEO卫星的探测视场
5.2.3 天基红外系统区域覆盖能力分析
5.3 天基红外系统三星探测模型
5.4 基于三星探测数据融合的助推段弹道估计算法
5.5 算法仿真与分析
5.5.1 基于CS模型的三星探测弹道估计算法仿真
5.5.1.1 仿真场景
5.5.1.2 仿真结果及分析
5.5.2 基于不完备推力加速度模板的三星探测弹道估计算法仿真
5.5.2.1 仿真场景
5.5.2.2 仿真结果及分析
5.6 小结
第六章 天基红外系统探测导弹助推段弹道估计仿真系统
6.1 引言
6.2 系统设计
6.2.1 系统功能设计
6.2.2 系统结构设计
6.3 系统实现
6.3.1 导弹弹道仿真模块
6.3.2 天基红外系统探测模块
6.3.3 导弹运动状态估计模块
6.4 小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：3672138
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3672138.html
