基于跟踪微分器的捷联导引头解耦算法研究

李庆波，方泽远，陈国良，梅志伟，杨 婷

（上海机电工程研究所，上海 201109）

0 引 言

在导弹精确寻的制导过程中，导引头完成对目标的自主搜索、识别和跟踪，并给出制导控制所需的视线角速率等信息，确保导弹精确命中目标。导引头是精确制导武器的重要核心部件，并在很大程度上决定了制导武器的打击精度与成本［1］。

根据结构形式不同，导引头可以分为框架式导引头与捷联式导引头。传统框架式导引头具有较大总视场角，能够快速捕获并精确跟踪目标，输出制导所需的视线角速率信息，但也存在价格高昂、结构复杂、可靠性低等缺点［2］。

相比于框架式导引头，全捷联导引头主要由固定视场光学系统、探测器及信号处理系统组成，与弹体捷联安装，具有体积小、质量轻、复杂性低、可靠性高、瞬时视场大、视线角速率不受限制及成本低等诸多优点。但捷联成像导引头的测量信号中耦合有弹体姿态运动信息，因此，需要设计合适的解耦算法以实现弹体姿态运动的解耦［3］，从而获得视线角速率。

文献［4-8］均通过建立视线角速率提取的状态方程和量测方程，使用卡尔曼滤波的方法实现视线角速率的提取。但卡尔曼滤波方法中使用的状态方程是对非线性弹目运动模型的近似表达，而量测方程又极为复杂，涉及到的变量和运算较多，因此工程应用中面临许多困难。

为了从被噪声污染的信号中提取微分信号，韩京清［9］于1994年提出了跟踪微分器的解决方案。……