舰载火箭弹弹道重构与模型验证

丁传炳 胡一峰 陶 勇

中国舰船研究设计中心，上海 201108

0 引 言

为了提高火力系统的设计和估计精度，根据试验飞行数据，应用各种统计滤波方法重构火力系统的飞行状态，可以更精确地校订系统的仿真模型。文献［1-2］将扩展卡尔曼滤波（EKF）应用到了炮弹质点弹道模型的参数估计中，得到了较好的估计效果。但扩展卡尔曼滤波在对非线性函数进行线性化的过程中，需要对高阶项采用忽略和逼近的措施，而这样势必存在高阶项截断误差，使得滤波算法不稳定。另外，扩展卡尔曼滤波需要计算Jacobin矩阵，其求解计算量较大，特别是对于六自由度的弹道模型，Jacobin矩阵的计算更是复杂。而采用无迹卡尔曼滤波（UKF）算法直接应用于非线性系统则避免了引入线性化的误差，从而可提高滤波精度，而且算法也较易实现。

运用仿真手段来考核武器的性能，其前提条件是要对仿真模型进行验证。仿真模型验证［3-4］是通过比较模型结果与实际系统运行结果的偏差来表示模型准确度，由于实际系统所处环境的复杂性和科学理论的局限性，要使仿真模型系统与实际模型系统的行为完全一致不现实，但二者所表现出的特性应该基本相同［5］。本文将利用UKF算法，结合GPS观测数据，对六自由度弹道模型的参数进行最优估计，并采用TIC不等式系数法，利用弹道重构得到的数据对弹道仿真模型进行定量分析和验证，以为仿真模型的可靠性提供依据。

1 弹道重构的实现

1.1 弹道重构状态模型

弹道重构的任务就是弹道参数估计，它是基于测量数据的弹体飞行状态参数估计。……