几种面向弹道目标跟踪算法的性能评估
2012-11-26谢维信刘宗香李鹏飞
深圳大学学报(理工版) 2012年5期
关键词:卡尔曼滤波
王 品,谢维信,刘宗香,李鹏飞
1)深圳大学ATR国防科技重点实验室,深圳518060;2)防空兵指挥学院导弹系,郑州450052
目前预警系统的任务之一就是跟踪战略导弹,在导弹系数未知的情况下选择合适的滤波器至关重要.随着非线性滤波方法和机动目标跟踪方法的发展,弹道导弹目标的滤波跟踪方法和跟踪精度都得到不断改善[1-2],伴随高速计算机的发展,卡尔曼滤波器在复杂的实时应用中也得以实现.近年来,多种非线性卡尔曼滤波已被广泛用于视频和激光跟踪系统、卫星导航、战略导弹轨迹估计、雷达等控制系统[1-6].然而,在工程应用中面临的问题是多样的,对滤波器性能的要求也不一样.可以说,滤波器性能决定着信息融合系统的整体性能.所以对非线性卡尔曼滤波器的性能做深入研究具有重要现实意义[7-12].弹道目标从发射到击中目标,经历推进段、自由飞行段和再入段3个飞行阶段[13].再入段即目标进入大气层的飞行阶段,是本研究的重点.在该阶段,目标受重力、空气阻力等力的影响,由于阻力的非线性导致目标运动也具有很强的非线性特征.因此,采用弹道目标模型检验非线性滤波器的跟踪性能,其结果能充分反映各种非线性滤波器的性能优劣.
本研究在导弹系数未知的情况下,通过分析二维空间弹道目标动力学模型,用Cramer-Rao下界理论推导并分析该模型相应的Cramer-Rao下界,提出相应的评估方法,为非线性卡尔曼滤波器的性能评估提供了……
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