[發明專利]基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810950211.X
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109085571B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張翔宇;黃婧麗;王國宏;李林;楊林;辛婷婷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于高超聲速目標跟蹤領域，針對高超聲速目標跟蹤的難題，本發明提出一種基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤方法。首先，針對高超聲速目標所有可能的運動形式，設計一種以正弦模型為主體的閉合跟蹤通道，以實現對高超聲速目標的匹配跟蹤處理；其次，設計第一重貝葉斯準則，將不同跟蹤通道的合作方式設計為模型權重和先驗模型切換權重的函數，以提高所選模型和目標真實軌跡的契合度；然后，設計第二重貝葉斯準則，將模型權重設計為隨雷達截獲信息實時更新的閉合回路，以提高對高超聲速目標的跟蹤精度；最后，設計第三重貝葉斯準則，將先驗模型切換權重設計為隨雷達截獲信息實時更新的閉合回路，以進一步提高對高超聲速目標跟蹤的靈敏度。

技術領域

本發明隸屬于高超聲速目標跟蹤領域，適用于解決高超聲速偵察機、高超聲速無人機、高超聲速巡航導彈等目標的跟蹤問題。

背景技術

高超聲速飛行器是指在大氣層內，利用稀薄大氣的特點，以馬赫數5以上做持久飛行的飛行器。該類飛行器在現代戰爭中，既可以攜帶核彈頭，增強本國的戰略威懾能力，又可以選擇性地攜載常規武器，對敵重要目標進行遠程精確打擊，還可以攜帶各類有源無源探測設備，用以對全球敏感目標進行快速偵查和預警。特別是，在美國全球戰略的制定下，高超聲速武器已成為美國實施全球打擊的首選武器。為此，如何有效實現對高超聲速飛行器的跟蹤攔截已成為當前急需解決的一個關鍵問題。

在對高超聲速飛行器跟蹤攔截的研究中，早期的研究大多將目標運動看作是某個平面內的高速轉彎運動或蛇形機動運動，而對目標的真實特性卻并沒有加以足夠重視，為此，往往存在跟蹤精度不高的問題。針對這一情況，多種目標跟蹤模型被廣泛應用于高超聲速目標跟蹤領域。例如，將目標軌跡近似看作直線運動的CV模型和CA模型，重點針對圓周運動的CT模型，與高超聲速軌跡S彈道匹配度最高的Sine模型等。但是，這些模型的缺點是對目標的先驗信息有較高的要求，特別是，當所選模型與目標真實情況相差較大時，不可避免地會引入較大的模型跟蹤誤差。這也就是說，僅僅依靠單一模型很難實現對高超聲速目標的可靠跟蹤。

針對這一情況，多模跟蹤的方法被有效提出。該類方法將不同模型按一定的方式有機結合起來，可一定程度上解決單一模型跟蹤失配的問題。但是，當所選模型與目標真實運動相差較大、或者不同模型間的合作方式不合理時，往往存在跟蹤精度下降，嚴重時甚至不如單模跟蹤的問題。

為此，本發明針對目標所有可能的運動形式，通過對不同目標跟蹤模型的優化選擇，不同模型間合作方式的優化設計，提出一種基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤方法，用以解決高超聲速目標跟蹤的難題。

發明內容

本發明的目的在于突破傳統多模跟蹤方法的限制，解決目標高超聲速運動情況下的跟蹤難題，提升現有雷達探測跟蹤高超聲速目標的能力，提出一種基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤方法。其中要解決的問題包括：

1)現有的高超聲速目標跟蹤方法存在模型選擇不合理的問題，并不能匹配目標所有可能的運動形式；

2)現有的高超聲速目標跟蹤方法存在模型合作方式不合理的問題，進而導致多模跟蹤精度不高，跟蹤效果不如單模時的問題；

3)現有的高超聲速目標跟蹤方法存在模型權重更新不及時的問題，進而存在模型失配，跟蹤精度下降的問題；

4)現有的高超聲速目標跟蹤方法存在模型切換權重不更新的問題，進而存在因模型切換錯誤引發的模型失配問題。

本發明所述的基于三重貝葉斯準則的高超聲速目標跟蹤新方法，其特征在于包括以下技術措施：

步驟一：在對高超聲速目標進行跟蹤前，利用正弦模型，設計與目標所有可能的運動形式相匹配的跟蹤通道；

步驟二：利用后驗模型切換權重，將不同跟蹤通道設計為可實時跳變的閉合回路；