淡 鹏，李恒年，麻蔚然，王 丹

(1. 宇航动力学国家重点实验室，陕西 西安 710043；2.西安卫星测控中心，陕西 西安 710043)

0 引言

航天器返回过程弹道计算[1-2]是其落点预报的基础，为落点预报提供初始位置速度，因而在返回任务实施过程中有着重要意义。外测跟踪数据是返回过程的一类重要跟踪数据，但其观测量一般为测站地平坐标系下的测距、方位角、仰角及测距变化率数据，要将其转换出含有x，y，z三个分量的速度数据还需要采用滤波等其他较复杂的计算方法。

在航天器升力式返回地球过程中，为使其着陆于事先设定的区域，常常需要进行制导控制[3-5]，不同的制导率设计对飞行弹道及落点位置的影响巨大，且一些航天器返回过程制导方法设计较为复杂，使其飞行过程受力情况变化明显，给制导率未知时的返回弹道估计带来困难。

针对此类不能准确建立外推模型的机动[6]过程滤波问题，常用的计算方法是采用当前统计模型、多项式模型等，文献[7-9]对该2类模型进行探讨，但当前统计及多项式模型对观测数据的变化较为敏感，抗差性稍差。文献[10]在横向和纵向上建立再入目标模型，并引入一种改进的自适应无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法，但该方法不适用于需要计算三维位置速度分量的情况；文献[11]将重点放在了各种滤波方法使用上，对模型建立方法考虑较少；文献[12]采用3站测距、测速及UKF滤波算法估计再入弹道，但不适用于少于3站测量的情况。

针对这些情况，在李恒年等人[13-14]提出的变质量动力学模型基础上，对其进行扩充和自适应改进处理，并采用UKF方法，实现对制导率未知状态下的返回弹道位置速度三维分量的自适应抗差估计计算。……