[發明專利]基于IMM_UKF的三維制導律辨識濾波方法有效

申請號：	201711251352.4	申請日：	2017-12-01
公開（公告）號：	CN108009358B	公開（公告）日：	2021-06-15
發明（設計）人：	鄒昕光;周荻	申請（專利權）人：	哈爾濱工業大學
主分類號：	G06F30/20	分類號：	G06F30/20
代理公司：	哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109	代理人：	岳泉清
地址：	150001 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于 imm_ukf 三維制導辨識濾波方法
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【權利要求書】：

1.基于IMM_UKF的三維制導律辨識濾波方法，所述方法具體過程為：

步驟一、建立evader和pursuer的相對運動方程；

所述pursuer為敵方攔截導彈，evader為目標飛行器；

步驟二、基于步驟一建立的evader和pursuer的相對運動方程，建立相對evader的pursuer運動模型；

步驟三、基于步驟二建立的相對evader的pursuer運動模型，設計evader上的IMM濾波器；

所述IMM濾波器為交互式多模型濾波器；

所述步驟一中建立evader和pursuer的相對運動方程；具體過程為：

場景慣性坐標系OXY定義為目標飛行器evader的初始視線坐標系；

evader慣性坐標系與場景慣性坐標系重合；pursuer慣性坐標系原點和y軸與場景坐標系重合，pursuer慣性坐標系x軸方向和場景慣性坐標系x軸方向相反；

建立evader和pursuer解耦和的相對運動方程為：

其中q_pe,ε和q_pe,β是pursuer對evader的視線傾角和偏角；和是pursuer對evader的視線傾角速度和偏角速度；為pursuer對evader的視線傾角加速度，為pursuer對evader的視線偏角加速度，a_eε為evader的加速度在pursuer到evader視線坐標系下沿y軸的分量，a_eβ為evader的加速度在pursuer到evader視線坐標系下沿z軸的分量，r_pe為pursuer到evader的距離，為pursuer和evader之間的速度；a_pε和a_pβ分別為pursuer加速度a_p在pursuer對evader的視線坐標系y軸和z軸的投影；

所述步驟二中基于步驟一建立的evader和pursuer的相對運動方程，建立相對evader的pursuer運動模型；具體過程為：

設相對于evader的pursuer狀態向量為

x＝[r_x,r_y,r_z,v_x,v_y,v_z,a_px,a_py,a_pz]^T (3)

其中r_x為pursuer相對于evader的距離向量在場景慣性坐標系下沿x軸的分量，r_y為pursuer相對于evader的距離向量在場景慣性坐標系下沿y軸的分量，r_z為pursuer相對于evader的距離向量在場景慣性坐標系下沿z軸的分量；v_x為pursuer相對于evader的相對速度向量在場景慣性坐標系下沿x軸的分量，v_y為pursuer相對于evader的相對速度向量在場景慣性坐標系下沿y軸的分量，v_z為pursuer相對于evader的相對速度向量在場景慣性坐標系下沿z軸的分量；a_px為pursuer在場景慣性坐標系x軸下的加速度，a_py為pursuer在場景慣性坐標系y軸下的加速度，a_pz為pursuer在場景慣性坐標系z軸下的加速度，T為轉置；

即

r_x＝x_p-x_e r_y＝y_p-y_e r_z＝z_p-z_e (4)

v_x＝v_px-v_ex v_y＝v_py-v_ey v_z＝v_pz-v_ez (5)

其中向量[x_p,y_p,z_p]^T和[x_e,y_e,z_e]^T分別為pursuer和evader在場景慣性坐標系下的位置，向量[v_px,v_py,v_pz]^T和[v_ex,v_ey,v_ez]^T分別為pursuer和evader在場景慣性坐標系下的速度；

相對于evader的pursuer運動模型的一般形式為

其中為r_x的一階導數，為r_y的一階導數，為r_z的一階導數，為v_x的一階導數，為v_y的一階導數，為v_z的一階導數，為a_px的一階導數，為a_py的一階導數，為a_pz的一階導數；其中向量[a_ex,a_ey,a_ez]^T為evader在場景慣性坐標系下的加速度；向量[a_p4x,a_p4y,a_p4z]^T為pursuer制導指令在場景慣性坐標系下的投影；參數τ為時間常數；