基于AFCKF的捷联旋转弹视线角速率滤波算法 被引量：1

1

作者 夏书涵 范军芳 +3 位作者 纪毅 王伟 陈仕伟 马乾才 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第4期86-92,共7页

针对捷联旋转弹输出的视线角速率与姿态误差强耦合的问题,提出一种基于自适应渐消容积卡尔曼滤波(AFCKF)的方法。为实现弹目视线角速率的解耦,考虑弹目相对运动特性,构建包含末制导段视线角速率估计模型的状态模型,并根据几何关系建立... 针对捷联旋转弹输出的视线角速率与姿态误差强耦合的问题,提出一种基于自适应渐消容积卡尔曼滤波(AFCKF)的方法。为实现弹目视线角速率的解耦,考虑弹目相对运动特性,构建包含末制导段视线角速率估计模型的状态模型,并根据几何关系建立了包含弹目视线角和姿态角的量测模型。为解决旋转弹下传统CKF视线角速率估计结果的发散导致滤波失效,引入基于残差序列的渐消因子对预测状态协方差进行调节以快速收敛估计结果。为验证AFCKF的有效性,考虑姿态角和量测角的典型干扰。仿真结果表明,所提方法的视线高低角速率估计误差均值、方位角速率估计误差均值分别为传统EKF的30.41%和42.18%,有效提升了旋转弹视线角速率估计的精度。 展开更多

关键词 旋转弹 捷联导引头 视线角速率 AFCKF 非线性滤波

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捷联式光学导引头视线角速率解耦与估计 被引量：10

2

作者 孙婷婷 储海荣 +2 位作者 贾宏光 张跃 李岩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1587-1593,共7页

为准确估计捷联导引头视线角速率,建立了全捷联导引头数学模型,根据弹目运动相对关系进行视线角速率解耦与估计算法研究。首先,建立了全捷联导引头数学模型,并利用Taylor级数对其进行线性化;接着,根据弹目运动几何学与坐标系相对关系推... 为准确估计捷联导引头视线角速率,建立了全捷联导引头数学模型,根据弹目运动相对关系进行视线角速率解耦与估计算法研究。首先,建立了全捷联导引头数学模型,并利用Taylor级数对其进行线性化;接着,根据弹目运动几何学与坐标系相对关系推导视线角速率解耦算法;然后,针对捷联导引头无法直接测量体视线角速率的问题,提出微分+稳态Kalman滤波方法估计体视线角速率;最后,建立视线角速率解耦与估计算法验证系统并进行仿真实验,结果表明:解耦算法绝对误差小于5×10-5rad/s,相对误差小于0.3%,验证了解耦算法的正确性;在包含导引头数学模型的条件下,采用角频率为19.2rad/s的稳态Kalman滤波器,视线角速率估计误差小于4×10-3rad/s,较直接微分方法的估计误差提高近一个量级。视线角速率解耦与估计算法同时能满足制导系统对精度与动态性能的要求。 展开更多

关键词 捷联式光学导引头 视线角速率 稳态Kalman

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基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率估计 被引量：11

3

作者 李璟璟 伊国兴 张迎春 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期91-94,共4页

提出了一种基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率的估计方法。由于捷联成像导引头状态方程和观测方程的强非线性特点以及观测量中较强的非高斯测量噪声,扩展卡尔曼滤波(EKF)方法不能完全满足滤波精度要求。与扩展卡尔曼滤波相比,粒... 提出了一种基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率的估计方法。由于捷联成像导引头状态方程和观测方程的强非线性特点以及观测量中较强的非高斯测量噪声,扩展卡尔曼滤波(EKF)方法不能完全满足滤波精度要求。与扩展卡尔曼滤波相比,粒子滤波(PF)是一种在非线性和非高斯情形下进行状态估计的强有力方法。采用粒子滤波对捷联成像导引头的视线角速率进行估计,仿真结果表明,粒子滤波方法可以有效地提高视线角速率的估计精度。 展开更多

关键词 粒子滤波 捷联成像导引头 视线角速率

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利用序列图像解算目标视线角速率的方法 被引量：3

4

作者 王向军 乐兵 +2 位作者 邢峰 刘峰 王继方 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期240-246,共7页

针对目标跟踪处理系统中的视线角速率提取问题,提出一种利用单成像探测器所得序列图像求导视线角速率的方法。利用序列图像中的运动目标图像坐标解算得到体视线角,通过图像匹配得到弹体姿态角,进而求解得到视线角速率。实验结果表明:结... 针对目标跟踪处理系统中的视线角速率提取问题,提出一种利用单成像探测器所得序列图像求导视线角速率的方法。利用序列图像中的运动目标图像坐标解算得到体视线角,通过图像匹配得到弹体姿态角,进而求解得到视线角速率。实验结果表明:结合图像跟踪算法可实时得到体视线角,使用图像匹配可以较好地解算得到弹体姿态角,解算结果误差小于±5%;在体视线角和弹体姿态角均包含噪声的前提下,使用卡尔曼滤波可以较好地还原视线角速率。该方法适用于微小型飞行器制导探测,可以省去陀螺仪等惯性元件,实现探测装置的轻量化、小型化,具有实际的应用价值。 展开更多

关键词 视线角速率 体视线角 弹体姿态角 序列图像

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基于无迹卡尔曼滤波的捷联导引头视线角速率估计方法 被引量：7

5

作者 杨阳 蔡正谊 +1 位作者 陈升泽 赵帅 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第2期215-218,共4页

以视线角速率的解耦算法为基础设计扩展卡尔曼滤波器,解决了捷联导引头视线角速率无法测量,求导提取误差较大的问题,同时有效减少了传统卡尔曼滤波算法线性化误差对系统的影响。将估计得到的视线角速率与比例导引律相结合应用于末制导武... 以视线角速率的解耦算法为基础设计扩展卡尔曼滤波器,解决了捷联导引头视线角速率无法测量,求导提取误差较大的问题,同时有效减少了传统卡尔曼滤波算法线性化误差对系统的影响。将估计得到的视线角速率与比例导引律相结合应用于末制导武器,具有较高的精度和动态性能,能满足打击机动目标的要求。 展开更多

关键词 捷联导引头 无迹卡尔曼滤波 视线角速率 非线性滤波

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滚仰式红外导引头视线角速率提取方法研究 被引量：6

6

作者 花文涛 刘凯 丁海山 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期63-66,72,共5页

由于滚仰式导引头的结构特殊性,制导控制系统需要的视线角速率信息是不能够直接测量得到的,因此提出了一种基于跟踪微分器的视线角速率提取方法。根据滚仰式导引头的结构特点,分析了滚仰式导引头的运动学原理,并根据滚仰式导引头的结构... 由于滚仰式导引头的结构特殊性,制导控制系统需要的视线角速率信息是不能够直接测量得到的,因此提出了一种基于跟踪微分器的视线角速率提取方法。根据滚仰式导引头的结构特点,分析了滚仰式导引头的运动学原理,并根据滚仰式导引头的结构推导出视线角与弹体姿态角、框架角和失调角的关系,然后设计了有限时间收敛跟踪微分器求解视线角速率信息。经数字仿真,对比了直接差分法和跟踪微分器法对视线角速率的提取效果,证明了利用跟踪微分器提取视线角速率的有效性。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 视线角速率提取 跟踪微分器 框架运动学

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基于视线角四元数序列的视线角速率样条滤波 被引量：4

7

作者 张兵 陈磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期369-372,406,共5页

依据坐标系转换四元数与坐标系旋转角速度之间的关系,提出了基于视线角四元数序列的视线角速率自适应样条滤波算法。该算法利用样条函数表示视线角四元数,结合四元数与角度之间的对应关系,建立了系统状态方程;在只给出视线角序列信息的... 依据坐标系转换四元数与坐标系旋转角速度之间的关系,提出了基于视线角四元数序列的视线角速率自适应样条滤波算法。该算法利用样条函数表示视线角四元数,结合四元数与角度之间的对应关系,建立了系统状态方程;在只给出视线角序列信息的情况下,对观测误差进行了补偿,实现了自适应样条滤波算法,获得了有效的视线角速率信息。 展开更多

关键词 自适应 样条滤波 视线角 视线角速率 四元数

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基于跟踪微分器的滚仰式成像导引头视线角速率估计 被引量：2

8

作者 韩宇萌 贾晓洪 +1 位作者 赵桂瑾 史晓刚 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第7期598-601,共4页

针对滚仰式半捷联成像导引头难以直接获得精确的视线角速率这一问题,提出利用弹体姿态角速率、失调角、框架滚仰角等信息解算出惯性系下的视线角的方法。针对解算出的惯性系下的视线角,通过选择合适的跟踪微分器提取出惯性系下的视线角... 针对滚仰式半捷联成像导引头难以直接获得精确的视线角速率这一问题,提出利用弹体姿态角速率、失调角、框架滚仰角等信息解算出惯性系下的视线角的方法。针对解算出的惯性系下的视线角,通过选择合适的跟踪微分器提取出惯性系下的视线角速率信息。仿真试验表明,选择合适的跟踪微分器能够在大背景噪声下对惯性系下解算出的视线角连续平滑地微分,进而可得到精确的视线角速率。 展开更多

关键词 成像导引头 视线角 视线角速率 跟踪微分器

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全捷联图像导引头视线角速率精度分析 被引量：1

9

作者 孙婷婷 储海荣 +4 位作者 郭立红 陈阳 张百强 张跃 贾宏光 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1479-1487,共9页

为分析全捷联图像导引头视线角速率精度影响因素,提出了视线角速率精度分析算法。首先,提出了视线角速率解耦算法;其次,根据误差理论详细分析了视线角速率各误差源的误差灵敏度并提出了精度计算方法;再次,分析了体视线角、弹体角速率、... 为分析全捷联图像导引头视线角速率精度影响因素,提出了视线角速率精度分析算法。首先,提出了视线角速率解耦算法;其次,根据误差理论详细分析了视线角速率各误差源的误差灵敏度并提出了精度计算方法;再次,分析了体视线角、弹体角速率、姿态角与体视线角速率等误差形成机理与精度影响;最后,建立了半物理仿真实验系统进行算法验证,结果表明,视线高低角速率与方位角速率的估算精度分别为0.273°/s与0.235°/s,实验结果分别为0.281°/s与0.242°/s,相对误差分别为2.85%与2.89%,验证了视线角速率精度估计算法的正确性与精确性。研究结果可以用于全捷联图像制导控制系统总体设计过程,并为视线角速率精度估计与指标分配提供理论依据。 展开更多

关键词 全捷联图像导引头 视线角速率精度 误差灵敏度 半物理仿真实验

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结合纯方位目标追踪的视线角速率提取方法 被引量：1

10

作者 王健 白宏阳 陈之曦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期1254-1261,1272,共9页

针对捷联导引头视线角速率提取过程中弹目相对距离和相对距离变化率未知的问题,提出了一种针对地面目标的结合纯方位追踪滤波的视线角速率提取方法。首先使用纯方位目标追踪滤波估计出相对距离和相对速度,然后把估计结果用于视线角速率... 针对捷联导引头视线角速率提取过程中弹目相对距离和相对距离变化率未知的问题,提出了一种针对地面目标的结合纯方位追踪滤波的视线角速率提取方法。首先使用纯方位目标追踪滤波估计出相对距离和相对速度,然后把估计结果用于视线角速率估计模型以完成发射系视线角速率的估计。基于误差传播规律,仿真分析了导弹的姿态误差、发射系Y向速度误差、高程误差以及捷联导引头体视线角误差对发射系视线角速率估计误差的影响,仿真结果表明弹体俯仰角误差和滚转角误差对视线角速率估计误差的影响最明显。最后使用蒙特卡洛方法对目标机动及非高斯噪声情况下角速率提取精度进行了仿真验证,蒙特卡洛结果表明所提方法的视线方位角速率和高低角速率估计误差均值分别为α-β滤波的13.0%和18.2%;均方根误差均值分别为α-β滤波的18.8%和24.2%。 展开更多

关键词 捷联导引头 纯方位目标追踪 视线角速率提取 卡尔曼滤波 误差分析

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基于视线角速率的自适应滑模导引规律 被引量：2

11

作者 田源 王俊波 宿敬亚 《现代防御技术》 2020年第2期40-44,49,共6页

针对被动导引头仅能提供视线角速率信息,难以构建有效的攻击机动目标的制导律的问题,利用末制导的初始弹目距离及接近速率,首先设计了一种基于滑模理论的制导律。该制导律能够实现对机动目标的有效攻击,但需要已知目标机动能力上限且制... 针对被动导引头仅能提供视线角速率信息,难以构建有效的攻击机动目标的制导律的问题,利用末制导的初始弹目距离及接近速率,首先设计了一种基于滑模理论的制导律。该制导律能够实现对机动目标的有效攻击,但需要已知目标机动能力上限且制导指令存在抖振现象。为了克服上述制导律中的不足,在新制导律中引入了一个自适应参数项,并通过稳定性分析证明了改进后的自适应滑模制导律在理论上的正确性。改进后的制导律一方面降低了初始弹目距离和接近速率的影响,另一方面增强了视线角速率在拦截过程中的作用,这样在仅使用视线角速率的条件下达到了攻击机动目标的目的。最后,通过拦截2种机动目标的仿真结果进一步说明的该制导律的有效性。 展开更多

关键词 滑模控制 自适应控制 导引规律 视线角速率 机动目标

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基于视线角序列的视线角速率样条滤波

12

作者 张兵 陈磊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期2068-2071,共4页

依据拦截器与目标间的相对位置、速度关系,提出了基于视线角序列的视线角速率自适应样条滤波算法。该算法利用样条函数表示相对距离矢量,提出并结合“导引头球面”模型,建立了系统状态方程;在只给出视线角序列信息的情况下,对状态估计... 依据拦截器与目标间的相对位置、速度关系,提出了基于视线角序列的视线角速率自适应样条滤波算法。该算法利用样条函数表示相对距离矢量,提出并结合“导引头球面”模型,建立了系统状态方程;在只给出视线角序列信息的情况下,对状态估计误差和观测误差进行了补偿,实现了自适应样条滤波算法,获得了有效的视线角速率信息。 展开更多

关键词 自适应 样条滤波 视线角 视线角速率

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基于LS-SVM方法的视线角速率在线预测 被引量：1

13

作者 胡强 宋申民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3019-3023,共5页

首先通过时间加权末位淘汰机制对最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法进行改进。其次,将这一算法应用于导引头视线被云层遮挡(穿云)或其他原因导致导引头失锁时对视线角速率的预测。导引头处于锁定状态时应用该算法进行在线训练,导引头视处... 首先通过时间加权末位淘汰机制对最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法进行改进。其次,将这一算法应用于导引头视线被云层遮挡(穿云)或其他原因导致导引头失锁时对视线角速率的预测。导引头处于锁定状态时应用该算法进行在线训练,导引头视处于失锁状态使用训练形成的决策函数对视线角速率进行在线预测。最后,通过弹道末端设置导引头失锁的数学仿真结果,统计使用预估视线角速率(决策函数输出)作为末端导引信息的多条弹道的脱靶量,确认了最小二乘支持向量机对典型视线角速率信号预测的有效性和用于提高小型空地战术导弹穿云和抗干扰能力的应用前景。 展开更多

关键词 激光半主动导引头 失锁 最小二乘支持向量机 视线角速率预测 小型空地战术导弹

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捷联导引头视线角速率估计算法 被引量：4

14

作者 高昊 范军芳 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第4期26-28,69,共4页

研究了一种用于估计制导弹药与目标之间的视线角速率算法的推导与实现。低成本的捷联导引头的测量信息中包含了弹目在相对运动中形成的视线角和弹体姿态两部分信息,首先设计解耦算法将弹体姿态信息去除,然后采用扩展卡尔曼滤波(EKF)以及... 研究了一种用于估计制导弹药与目标之间的视线角速率算法的推导与实现。低成本的捷联导引头的测量信息中包含了弹目在相对运动中形成的视线角和弹体姿态两部分信息,首先设计解耦算法将弹体姿态信息去除,然后采用扩展卡尔曼滤波(EKF)以及α-β滤波这两种算法分别对视线角和视线角速率进行估计,最终的仿真结果表明采用EKF算法能比α-β滤波算法得到更加精确的估计值。 展开更多

关键词 制导弹药 捷联导引头 视线角速率 扩展卡尔曼滤波 Α-Β滤波

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平台式相控阵导引头视线角速率提取技术研究

15

作者 鄢琴涛 郭涛 +1 位作者 杜肖 夏群利 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2329-2334,共6页

针对全捷联相控阵雷达导引头隔离度(disturbance rejection rate,DRR)正反馈失稳风险,提出了一种将相控阵安装在平台框架用于隔离弹体干扰的新思路。通过对相控阵和平台模型进行简化,利用空间角度关系及平台随动特性,构建4种适用于平台... 针对全捷联相控阵雷达导引头隔离度(disturbance rejection rate,DRR)正反馈失稳风险,提出了一种将相控阵安装在平台框架用于隔离弹体干扰的新思路。通过对相控阵和平台模型进行简化,利用空间角度关系及平台随动特性,构建4种适用于平台式相控阵雷达导引头视线角速率提取的方案,选取不同的制导信号输出点,分别研究方案的隔离特性及制导信号跟踪能力。研究结果表明,4种方案均能有效规避DRR干扰影响,其中平台随动能提高制导信号的提取精度,雷达测角输出点优于平台角速率陀螺输出点,并具备跟踪高频信号的能力。 展开更多

关键词 平台式相控阵 导引头 视线角速率提取 隔离度

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考虑火箭弹弹性变形的视线角速率提取算法

16

作者 张铎 宋建梅 +1 位作者 赵良玉 焦天峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1905-1915,共11页

为了解决火箭弹因弹性变形导致捷联导引头视线(LOS)角速率提取精度降低的问题,建立了瞬态坐标系下的火箭弹刚-柔耦合动力学模型与弹性变形在线辨识模型,提出了考虑弹性变形的视线角速率提取方法;针对模型近似误差及观测噪声非高斯导致... 为了解决火箭弹因弹性变形导致捷联导引头视线(LOS)角速率提取精度降低的问题,建立了瞬态坐标系下的火箭弹刚-柔耦合动力学模型与弹性变形在线辨识模型,提出了考虑弹性变形的视线角速率提取方法;针对模型近似误差及观测噪声非高斯导致传统非线性滤波算法估计精度不足的问题,提出了一种6阶嵌套隐式龙格库塔(NIRK)精细积分的连续-离散扩展集员滤波算法(CD-ESMF),实现了考虑火箭弹弹性变形情况下的视线角速率高精度提取。 展开更多

关键词 火箭弹 弹性变形 弹性辨识 视线角速率 集员滤波

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红外导引头视线角速率精度测试方法研究 被引量：2

17

作者 周永恒 崔少辉 方丹 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第9期39-43,共5页

该文针对红外成像导引头试验评估的测试要求,结合半实物仿真思想,提出一种红外成像导引头视线角速率精度的测试方法。利用半实物仿真系统为导引头提供一个接近战场条件的测试环境,实时采集仿真数据,计算出视线角速率精度;对某型号导引... 该文针对红外成像导引头试验评估的测试要求,结合半实物仿真思想,提出一种红外成像导引头视线角速率精度的测试方法。利用半实物仿真系统为导引头提供一个接近战场条件的测试环境,实时采集仿真数据,计算出视线角速率精度;对某型号导引头进行仿真测试,并分析其测量误差。结果表明:该方法可在实验室条件下实现红外导引头视线角速率精度的准确测试,为考核红外导引头实战性能提供有效的测试方法。 展开更多

关键词 红外导引头 视线角速率精度 半实物仿真 误差分析

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滚摆导引头视线角速率提取技术 被引量：1

18

作者 王帅为 梁益铭 +2 位作者 郑建强 杨姝君 马季容 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期592-596,共5页

滚转摆动式导引头采用滚转摆动两轴极坐标控制形式,外框为滚动框,内框为摆动框,视场可覆盖整个前半球,具有结构简单、重量轻、体积小、成本低等特点,因此非常适用于近程红外防空导弹。本文讨论了滚摆式导引头与偏仰式导引头视线角速率... 滚转摆动式导引头采用滚转摆动两轴极坐标控制形式,外框为滚动框,内框为摆动框,视场可覆盖整个前半球,具有结构简单、重量轻、体积小、成本低等特点,因此非常适用于近程红外防空导弹。本文讨论了滚摆式导引头与偏仰式导引头视线角速率存在的差异,阐述了滚摆式导引头视线角速度存在x轴分量的原因。并给出了半捷联式滚摆导引头角速率的获取方式,推导了其简化形式,分析了简化公式使用的条件。仿真结果表明,该简化公式具有较好的近似精度,具有一定的工程应用前景。 展开更多

关键词 滚摆式导引头 偏仰式导引头 视线角速率

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捷联相控阵雷达导引头视线角速率估计技术

19

作者 韩旭东 张鹏飞 +2 位作者 张意 齐竹昌 柴劲 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第5期112-116,共5页

捷联相控阵雷达导引头直接固联于弹体,仅能为制导系统提供目标体视线角,采取传统比例导引的末制导弹药应用捷联相控阵雷达导引头时,还需结合弹体姿态信息提取视线角速率,以形成末制导指令。针对该问题,基于导引头提供的目标体视线角、... 捷联相控阵雷达导引头直接固联于弹体,仅能为制导系统提供目标体视线角,采取传统比例导引的末制导弹药应用捷联相控阵雷达导引头时,还需结合弹体姿态信息提取视线角速率,以形成末制导指令。针对该问题,基于导引头提供的目标体视线角、弹目相对距离、相对接近速度等信息,利用自适应无迹卡尔曼滤波提出了一种捷联相控阵雷达导引头的视线角速率估计技术。仿真结果表明,所提算法对视线角速率的估计效果优于工程中常用的α-β微分滤波器,且具有更高的命中精度;基于某高性能微处理器对该算法完成了嵌入式实现,可看出其单次运行时间大于α-β微分滤波器,但在工程中仍满足实时性要求。 展开更多

关键词 捷联相控阵雷达导引头 末制导 视线角速率估计 自适应无迹卡尔曼滤波

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捷联式天线平台的角跟踪系统设计 被引量：17

20

作者 周瑞青 吕善伟 刘新华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期1200-1202,共3页

捷联式雷达导引头的角跟踪系统采用弹体姿态角补偿法可实现天线的捷联纯稳定 ,但无法直接得到用于比例导引的惯性视线角速率。为此 ,提出一种新的设计思路 ,将天线稳定与目标跟踪独立进行设计 ,即在捷联稳定的基础上 ,采用卡尔曼滤波方... 捷联式雷达导引头的角跟踪系统采用弹体姿态角补偿法可实现天线的捷联纯稳定 ,但无法直接得到用于比例导引的惯性视线角速率。为此 ,提出一种新的设计思路 ,将天线稳定与目标跟踪独立进行设计 ,即在捷联稳定的基础上 ,采用卡尔曼滤波方法来估计目标视线角速度。仿真结果表明 ,相同参数条件下 ,卡尔曼滤波法比微分法精度高 ,对测量噪声较大的情况更为有效。该设计方法对于捷联稳定导引头如何实现比例导引具有指导意义。 展开更多

关键词 捷联式陀螺仪 天线平台 卡尔曼滤波 视线角速率

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