基于理想弹道鲁棒容积卡尔曼滤波视线角估计

刘振亚, 高 敏, 程 呈

(陆军工程大学导弹工程系, 河北 石家庄 050003)

0 引 言

全捷联导引头相比于传统平台式导引头具有体积小、质量轻、可靠性高[1]等特点,满足精确打击武器低成本、小型化的要求,被广泛应用于现代化局部战争中。由于全捷联导引头将探测器与弹体固连,弹目视线角与弹体姿态角相互耦合,导致探测器不能直接输出制导控制系统所需的弹目视线角以及弹目视线角速率。通过建立坐标系转换关系,可将探测器测量得到的体视线角解耦得到弹目视线角以及弹体姿态角,将惯性测量组件测量得到的弹体姿态角代入解耦方程中,即可得到弹目视线角。而导引头探测元件受环境扰动影响大,导致测量得到的体视线角很可能偏离真实值。同时,惯性测量组件测量得到的弹体姿态角也具有一定的噪声,使得直接解耦得到的弹目视线角误差较大。

目前,国内外学者对于全捷联弹目视线角信息估计问题已经研究的比较深入,针对系统具有非线性的特点,主要利用非线性卡尔曼滤波对弹目视线角进行估计。文献[2]针对非线性目标运动模型,利用扩展卡尔曼滤波的方法对目标运动信息进行了估计;文献[3]针对滤波器初始值不准确以及异常值的存在,提出了一种鲁棒参数化范围容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)的纯方位跟踪方法;文献[4]通过对扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、中心差分卡尔曼滤波以及粒子滤波在目标跟踪问题中的性能进行了分析,从而为在实际应用中如何选择非线性滤波器提供了理论依据。……