雷晓云， 张志安， 杜忠华

(南京理工大学 机械工程学院， 江苏 南京 210094)

0 引言

基于全球定位系统(GPS)的弹道射程修正弹(即一维弹道修正弹)首先对GPS测量值进行预处理，再将处理后的数据作为弹道控制算法的解算基础，提供给初始弹道诸元。最常用的预处理算法是扩展卡尔曼滤波(EKF)最优估计[1]，该方法能有效地降低GPS测量误差，虽然相对于原始未经滤波的弹道数据而言，预测误差有明显降低，但是由于模型简单，对于具有高精度要求的弹道射程修正弹仍不能满足其要求。此外，EKF的状态转移矩阵复杂化，计算过程涉及的参数较多，参量摄动和状态突变会使滤波过程发散，稳定性相对不高。文献[2]提出采用序列最小二乘法对小数量数据样本进行处理，获得了相对于原数据而言更高精度的数据。文献[3]采用小波变换原理对不同误差进行处理，该方法对消除观测噪声具有很好的效果。文献[4]结合递归最小二乘方法和EKF估计器辨识再入飞行器的轨道。文献[5-9]均表明非线性处理方法在GPS数据处理上的应用非常常见。

本文根据基于GPS的弹道射程修正弹基本修正原理和牛顿插值原理，重新估计具有粗大误差的测量数据，以此改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法，用以预处理GPS测量数据，降低异常测量值和定位失锁情况对滤波效果的影响，并将改进后的UKF算法融入至提出的弹道修正控制算法中。根据仿真分析确定最优修正效果的滤波参数选择原则，并从射击试验分析的角度验证基于改进UKF算法的射程修正算法在降低GPS测量误差对修正射程精度影响中的实际可行性，为工程应用提供一定的参考。……