[發明專利]臨近空間滑翔體狀態估計方法、存儲介質和計算設備

在審

• 申請號: 202010120374.2
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111428343A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李君龍;周荻;曹穎;陳曉波;秦雷;鄧洪哲
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種臨近空間高超聲速滑翔體狀態估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10、建立所述滑翔體的運動模型；

S12、將地面雷達實時獲取的所述滑翔體的狀態變量輸入所述運動模型；

S14、利用運動軌跡跟蹤擴展卡爾曼濾波器，對運動模型中滑翔體的狀態變量進行仿真估計，從而得到所述滑翔體的狀態信息。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S10包括：

S100、定義

X＝[x y z v_x v_y v_z Z_x Z_y Z_z]^T

其中，上標T代表矩陣轉置運算；

滑翔體在以地面雷達為原點的觀測慣性坐標系的位置坐標為x、y、z；

滑翔體的速度v_x、v_y、v_z；

Z_x、Z_y、Z_z分別為

其中，C_x為氣動軸向力系數、C_y為氣動法向力系數、C_z為氣動橫向力系數，m_T為滑翔體的質量，S為滑翔體的參考面積；

S102、得到滑翔體在觀測慣性坐標系下的9階運動模型為：

其中，a_x、a_y、a_z分別為滑翔體在X、Y、Z方向的加速度，W_x、W_y以及W_z為高斯白噪聲；

其中，

a_tx,a_ty,a_tz為滑翔體在X、Y、Z方向氣動力產生的加速度；

g_x，g_y，g_z為滑翔體在X、Y、Z方向的重力加速度；

ρ為空氣密度；為滑翔體的速度大小；μ為引力系數；R_e為地球半徑；為滑翔體由以滑翔體為原點的速度坐標系到觀測慣性坐標系的變換矩陣；

θ為滑翔體的彈道傾角、ψ_v為滑翔體彈道偏角；

S104、將公式(3)-(6)帶入(2)，得到轉化后的滑翔體在觀測慣性坐標系下的運動模型

其中

x＝R·cosε·cosβ

y＝R·sinε

z＝-R·cosε·sinβ

其中，R為在觀測慣性坐標系下地面雷達實時獲取的所述滑翔體距雷達的距離、ε為滑翔體的高低角，β為滑翔體的方位角。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟S12包括

將地面雷達實時獲取的所述滑翔體距雷達的距離、高低角和方位角輸入公式(7)。

4.根據權利要求2所述的方法，在S14之前，所述方法還包括步驟S13：

S131、設計運動軌跡跟蹤擴展卡爾曼濾波器模型；

S133、對所述濾波器模型進行可觀性分析，若符合可觀性秩條件，則確定所述模型為待使用的運動軌跡跟蹤卡爾曼濾波器。