基于UKF和抗差估计的外弹道估计方法

论文摘要

在靶场试验中,外弹道估计是利用大量的测量数据,通过采用合适的线性或非线性参数估计方法,实现弹道参数估计,其核心和关键是估计的精度。提高弹道的估计精度关键要从硬件和软件两方面下手,硬件方面要改进测量设备,提高设备测量精度与准确度,软件方面要研究其数据处理方法,使用正确的数据处理方法,尽可能的找出误差,提高估计精度。本文主要从软件方面入手,根据靶场的实际情况,以系统理论与技术、数学理论与方法为基础,以参数建模方法与参数估计方法为突破口,研究基于UKF和抗差估计的外弹道估计问题。主要工作如下:1、针对测量数据中普遍存在粗大误差的问题,介绍了几种当前靶场比较常用的数据合理性检验方法,通过仿真比较各种方法的结果,得出相应的结论,具有一定的理论和现实意义;2、将UKF理论和ADAMS-COWELL积分方法应用到弹道导弹自由段的弹道估计当中,在理论和仿真上对UKF滤波方法和EKF滤波方法进行了比较,推导了ADAMS-COWELL积分方法,并在仿真上对该方法进行了验证;3、阐述了抗差理论的基本知识,介绍了几种抗差估计类型和抗差最小二乘估计方法,并将抗差估计方法应用到靶场事后的导弹估计当中,结合弹道联合测量模型,给出了基于抗差估计的节省参数模型及算法,通过仿真验证了该方法确实能提高估计精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本文的工作
• 1.3.1 主要研究成果
• 1.3.2 主要创新
• 1.3.3 文章结构
• 第二章 外测数据的合理性检验方法
• 2.1 实时野值剔除
• 2.1.1 模型分析
• 2.1.2 单测量设备情况下野值的剔除
• 2.1.3 多测量设备情况下野值的剔除
• 2.2 事后野值剔除
• 2.2.1 样条拟合法
• 2.2.4 中心平滑法
• 2.2.5 仿真分析
• 2.3 小结
• 第三章 弹道导弹自由段实时滤波和预报方法
• 3.1 引言
• 3.2 基于雷达观测的自由段弹道滤波方法
• 3.2.1 自由段弹道的数学模型
• 3.2.2 基于UKF 的弹道滤波算法
• 3.2.3 仿真计算和结果分析
• 3.3 自由段弹道预报方法
• 3.3.1 Adams-Cowell 积分原理分析
• 3.3.2 仿真计算和结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 基于抗差理论的外测事后数据处理方法
• 4.1 引言
• 4.2 抗差估计基本知识、类型及抗差最小二乘估计
• 4.2.1 抗差估计的基本知识
• 4.2.2 抗差估计的几种类型
• 4.2.3 抗差最小二乘估计
• 4.3 抗差估计在弹道事后估计中的应用
• 4.3.1 弹道联合测量模型
• 4.3.2 基于抗差估计的节省参数模型及算法
• 4.3.3 仿真计算和结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 内容总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果