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《南京理工大学》 2006年
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近程防空反导中的有关目标估计理论与技术

戚国庆  
【摘要】:本文研究了近程防空反导系统中的有关目标状态估计理论与技术,通过分析近程防空反导的国防意义及其所对抗的目标特点和难度,说明了分布式武器系统是对抗近程低空目标的有效措施。通过分析分布式火控系统在近防武器系统中的特点,阐述了在目标估计方面所面临的问题,并以某分布式武器系统为背景,研究了如下问题: 首先,本文研究了有界目的域下,满意待机估计策略的设计问题。以高炮系统和带有激光测距的CCD图像跟踪系统为例,分析了有界目的域的物理意义,将随机穿越特征量中待估量相对目的域外的逗留时间(待机时间)纳入了多指标约束下的满意估计问题,借助满意估计理论、待机控制理论和双线性矩阵不等式组(BMIs)的求解方法,给出了在满足指定的区域极点指标和估计误差方差上界指标约束下,使得待估量相对目的域具有最小待机时间,并保证一定滞留度的满意待机估计策略的求解方法。 接着,研究了偏差受限的满意有偏估计策略设计问题。以数字化高炮火控系统为例,指出火炮跟踪平稳性是保证射击精度的前提,而只有平稳输出的目标未来估计点,高炮的跟踪才会平稳。采用尽可能低阶次的系统模型是保证估计输出平稳性的一种方法,但当目标发生机动时,将使原本无偏的估计系统产生系统误差。稳态误差系数是衡量系统误差的一个重要指标,于是本文将估计系统的动态误差系数纳入多指标约束,借助满意估计理论,在假定目标机动强度有限的前提下,给出了可兼顾滤波输出精度和平稳性要求的满意有偏滤波器的设计方法。 然后,以分布式火控系统中具有较低重频激光测距的CCD图像跟踪系统为背景,研究了利用跟踪系统所提供的高频测角信息提高目标状态估计精度的算法。所设计的滤波算法在不增加系统硬件成本的前提下,可明显改善目标状态估计精度,从而具有重要的工程意义和经济价值。 最后,本文研究了多传感器异步数据融合算法,所提出的融合模型解决了传统异步融合算法对融合中心处理周期的要求,提高了空情数据融合的实时性和算法的通用性。通过对模拟数据和靶场实测数据测试说明了算法的实用性。
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