[發(fā)明專利]臨近空間滑翔體狀態(tài)估計(jì)方法、存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010120374.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN111428343A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李君龍;周荻;曹穎;陳曉波;秦雷;鄧洪哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開一種臨近空間高超聲速滑翔體狀態(tài)估計(jì)方法，包括以下步驟：S10、建立所述滑翔體的運(yùn)動(dòng)模型；S12、將地面雷達(dá)實(shí)時(shí)獲取的所述滑翔體的狀態(tài)變量輸入所述運(yùn)動(dòng)模型；S14、利用運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤擴(kuò)展卡爾曼濾波器，對(duì)運(yùn)動(dòng)模型中滑翔體的狀態(tài)變量進(jìn)行仿真估計(jì)，從而得到所述滑翔體的狀態(tài)信息，提出了一種新的臨近空間高超聲速滑翔體的機(jī)動(dòng)模型，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波，從而提供一種針對(duì)滑翔體的狀態(tài)估計(jì)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及臨近空間滑翔體狀態(tài)估計(jì)方法，更具體地，涉及一種臨近空間高超聲速滑翔體狀態(tài)估計(jì)方法、存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算設(shè)備。

背景技術(shù)

臨近空間高超聲速滑翔彈頭是一種能夠在臨近空間無動(dòng)力滑翔數(shù)千至一萬余公里的攻擊性導(dǎo)彈。該導(dǎo)彈的助推器為三級(jí)，助推到預(yù)定高度，高超聲速滑翔體(HGB)與助推器分離，繼續(xù)攻擊幾千km處的預(yù)定目標(biāo)，末段攻擊速度可能達(dá)馬赫數(shù)4，落點(diǎn)打擊精度10m以內(nèi)。這類飛行器采用了更為常見的“錐+裙+十字翼”布局，在臨近空間遠(yuǎn)程滑翔和機(jī)動(dòng)飛行能力較強(qiáng)。

如專利公開號(hào)CN 104778376A，題目為“一種臨近空間高超聲速滑翔彈頭跳躍彈道的預(yù)測方法”所公開的，目前針對(duì)臨近空間飛行器的彈道狀態(tài)估計(jì)是使用Singer模型通過卡爾曼濾波進(jìn)行飛行器狀態(tài)估計(jì)，得到位置，速度以及加速度的信息。但是使用Singer模型獲得的狀態(tài)估計(jì)值用于后續(xù)的彈道預(yù)測，則誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種新的臨近空間高超聲速滑翔體的機(jī)動(dòng)模型，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波，從而提供一種針對(duì)滑翔體的狀態(tài)估計(jì)方法。

一種臨近空間高超聲速滑翔體狀態(tài)估計(jì)方法，包括以下步驟：

S10、建立所述滑翔體的運(yùn)動(dòng)模型；

S12、將地面雷達(dá)實(shí)時(shí)獲取的所述滑翔體的狀態(tài)變量輸入所述運(yùn)動(dòng)模型；

S14、利用運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤擴(kuò)展卡爾曼濾波器，對(duì)運(yùn)動(dòng)模型中滑翔體的狀態(tài)變量進(jìn)行仿真估計(jì)，從而得到所述滑翔體的狀態(tài)信息。

優(yōu)選地，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(biāo)T代表矩陣轉(zhuǎn)置運(yùn)算；

滑翔體在以地面雷達(dá)為原點(diǎn)的觀測慣性坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)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(dòng)軸向力系數(shù)、C_y為氣動(dòng)法向力系數(shù)、C_z為氣動(dòng)橫向力系數(shù)，m_T為滑翔體的質(zhì)量，S為滑翔體的參考面積；

S102、得到滑翔體在觀測慣性坐標(biāo)系下的9階運(yùn)動(dòng)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，