临近空间高超声速飞行器跟踪技术
国内外临近空间飞行器-发动机一体化技术进展
and Technologies) ➢ LAPCAT-II，欧盟第七科技框架(FP7)支持，2008-2013 ➢ 总投资1000+万欧元
四、欧洲项目运营与管理
ATLLAS(Aero-Thermodynamic Loads on Lightweight
四、欧洲项目运营与管理
四、欧洲项目运营与管理
四、欧洲项目运营与管理
LAPCAT(Long-Term Advanced Propulsion Concepts and Technologies)
➢ LAPCAT-I，欧盟第六科技框架(FP6)支持，2005-2007 ➢ 飞行器布局、动力装置等问题方案论证 ➢ M4到8一级的飞行器推进概念（TBCC和RBCC） ➢ 开展关键技术研究
轻质低温推进剂燃料储存及结构设计(TRL=4-5)
气动/推进/热防护/控制一体化设计
➢ 飞/推系统高度融合一体化(TRL=4-5) ➢ 多学科优化(TRL=4-6)
三、美国高超项目及进展
基本情况
➢ 美国的高超声速项目进展与趋势是世界 范围内高超声速项目发展的风向标。
NASA Two Stage To Orbit (TSTO) Reference Vehicle X43
高速巡航武器 (Mach 6-8)
➢ 巡航速度可达每分钟几百公里 ➢ 高动能: 杀伤性和对坚硬目标壁垒的穿透性 ➢ 强生存能力（隐身性要求降低） ➢ 吸气式发动机的操控灵活性
快速全球运输
➢ 数小时内全球到达 ➢ 基于本土的远程侦察与作战 ➢ 商业民航与货物运输
可负担日常性太空飞行
临近空间高超声速滑跃式机动目标跟踪的IMM算法
Ｌ Ｉ Ｊ ｕ ｎ － ｊ ｉ ｅ 一 ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｇ ｕ ｏ — ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡ Ｎ Ｇ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ — ｙ ｕ ， ＷＵ Ｗｅ ｉ
（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｎ ｏ ． ９ ２ ６ ３ ５ Ｕ ｎ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ ， Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ０ ４ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
临近空间高超声速飞行GNC技术与前景展望
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ摘要：临近空间飞行器利用临近空间独特的环境特点，采用升力体构型，基于助推滑翔式弹道，实现高超声速滑翔和机动，极具发展潜力。
本文介绍了临近空间高超声速飞行器的发展历程，根据其飞行的特点，分析了临近空间高超声速飞行所需的高精度ＧＮＣ技术，并对其发展前景进行了展望。
关键词：临近空间高超声速ＧＮＣ一、引言临近空间是指距地面的空域，大致包括大气平流层、中间层和部分电离层。
临近空间在通信保障、情报收集、电子压制、预警等方面极具发展潜力，其重要的开发应用价值在国际上引起了广泛关注。
临近空间飞行器既能比卫星提供更精确的情报信息，还能比通常的航空器减少遭受地面炮火可能的攻击，经济成本亦能承受。
美军在２００５年秘密举行的施里弗－３演习中，首次将临近空间飞行器纳入空间战模拟演习，并一直致力于研究和发展临近空间飞行器以谋求本国的绝对军事优势，增强美军在全球范围内的快速打击能力，减少甚至摆脱美军对前沿基地和盟国的依赖。
美国空军和ＮＡＳＡ在上世纪中后期就开始了高超声速飞行器的研究试验，２００４年Ｘ－４３Ａ飞行实验的成功更给高超声速技术的研究带来了新的希望。
美国国防高级研究计划局（ＤＡＲＰＡ）目前正在同空军联合执行“猎鹰”（从美国本土进行军事力量应用及发射，简称ＦＡＬＣＯＮ）计划，近期目标（２０１０年以前）是研制出通用航空器（ＣＡＶ）和小型发射火箭（ＳＬＶ）；远期目标（２０２５年）是研制出高超声速巡航飞行器（ＨＣＶ）。
ＨＣＶ既可把卫星送入预定轨道，亦可携带多种武器攻击空间和地面目标，既可有人驾驶，也可遥控飞行，其飞行马赫数可达到１５。
ＣＡＶ是一种无动力、可机动的高超声速滑翔飞行器，这种弹药投送系统能携带的弹药飞行的距离。
它可由小型发射飞行器（ＳＬＶ）、高超声速巡航飞行器（ＨＣＶ）等多种飞行器发射。
ＣＡＶ可在１小时内穿越大气层向全球范围内任何地方发送常规武器或者其它有效荷载，还可以打击移动目标、时间敏感目标或者深埋地下的坚固目标。
助推滑翔式高超声速飞行器雷达探测与跟踪预报算法研究
摘要临近空间助推滑翔式高超声速飞行技术日趋成熟，本文研究助推滑翔式飞行器的动力学建模、探测技术与跟踪预报技术。
一、参考远程火箭飞行动力学模型的建立过程，关键工作在于拟合助推滑翔式飞行器的气动力参数，从而建立发射系下的助推滑翔式飞行器的动力学模型。
调研助推滑翔式飞行器的典型飞行模式，如常攻角飞行、平衡滑翔飞行等，分析其在典型飞行模式下的弹道特点，如弹道形态、速度变化、射程射高变化等。
分析等离子体对临近空间高超声速飞行器的雷达RCS的影响。
选取一些常用的雷达作战指标，采用粒子群算法求解探测高超声速目标时的地基雷达部署优化问题。
二、采用传统的跟踪模型，如“当前”统计模型，对助推滑翔式目标进行跟踪，“当前”统计模型的机动频率对跟踪精度有很大的影响，盲目选取甚至会造成滤波发散，因此采用强跟踪算法来增强滤波器对系统模型建模不准确时的鲁棒性。
进一步采用机动目标跟踪领域中的经典算法IMM来跟踪助推滑翔式目标，针对IMM在模型概率计算时的不足之处，重新设计其模型概率，主要涉及到模型似然概率的修正计算。
三、建立跟踪动力学模型，采用IMM加非线性滤波算法对助推滑翔式目标进行跟踪，由于计算量太大，本文通过完善跟踪动力学模型来建立一种基于单模型的非线性跟踪方法。
将攻角和倾侧角两个控制量增广到状态向量中，滤波时状态估计和参数估计并行计算，即可建立对各类飞行模式下的助推滑翔飞行器的飞行动力学均可较为准确描述的跟踪动力学模型。
采用的非线性滤波算法是CKF，针对使用CKF时的两个问题：过程噪声统计特性未知问题和量测野值问题，分别借鉴Sage-Husa噪声估计器和Huber函数加以解决。
四、在跟踪的基础上，采用三种方法进行轨迹预报，分别是基于非保守力拟合的预报、基于多个动力学模型预报融合的预报、基于对飞行模式进行识别的预报。
关键词：助推滑翔；雷达组网；卡尔曼滤波；轨迹跟踪；轨迹预报AbstractThe near space boost-glide hypersonic flight technology is becoming more and more mature. This paper studies the dynamics modeling, detection technology, tracking and prediction technology of the near space boost-glide hypersonic vehicle.1. In reference to the establishment of long-range rocket flight dynamics model, the key work is to fit aerodynamic parameters of a boost glider, thus establishing a dynamic model of a boost glider under the launching system. This paper investigate and research the typical flight mode of boost-glide vehicle, including steady attack angle and equilibrium glide, then analysis the boost-glide vehicles’ ballistic characteristics in typical flight modes, such as trajectory shape, velocity, range and height variation are presented. The influence of plasma on radar RCS of near space hypersonic vehicle is analyzed. Some common radar operational indexes are selected, and particle swarm optimization (PSO) is used to solve the problem of ground radar deployment optimization for hypersonic targets.2. The traditional tracking model, such as the Current Statistics model, is used to track the boost glide target. The maneuvering frequency and acceleration variance of the Current Statistics model have a great influence on the tracking accuracy. Blind selection can even cause filtering divergence, so an robust algorithm is used in Kalman filter to reduce the influence of model inaccuracy. The classical IMM algorithm of maneuvering target tracking field is selected to track the boost-glide target, in view of the shortcomings of IMM model in probability calculation, re design its model probability, mainly related to the modified model likelihood probability calculation.3. The tracking dynamics model is established, and the IMM is combined with nonlinear filtering algorithm to track the boost-glide target, Because of the large amount of computation, a nonlinear tracking method based on single model is established by improving the tracking dynamics model. The attack angle and roll angle of the two control variables are augmented into the state vector, when filtering, the state estimation and parameter estimation parallel computation can be used to establish the tracking dynamics model for the flight dynamics of theboost glider under different flight modes. Nonlinear filtering algorithm used in this paper is CKF, aiming at two problems when using the CKF: unknown statistical characteristics of process noise and probable measurement outliers, Sage-Husa noise estimator and Huber functions are used respectively for reference .4. Based on the tracking of this paper, three methods were used for trajectory forecast, which are the method based on the fitting of non conservative force, the method based on the fusion of multiple dynamic model prediction, the method based on the flight pattern recognition.Keywords:boost glide, radar network, Kalman filter, trajectory tracking, trajectory prediction目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1 高超声速飞行器研究现状 (2)1.2.2 高超声速飞行器动力学建模研究现状 (4)1.2.3 探测技术发展现状 (5)1.2.4 机动目标跟踪技术发展现状 (6)1.3论文主要研究内容和结构 (8)第2章高超目标动力学建模及雷达探测性能分析 (10)2.1引言 (10)2.2临近空间环境 (10)2.3动力学建模 (11)2.3.1 常攻角飞行 (12)2.3.2 常升阻比飞行 (13)2.3.3 最优升阻比飞行 (14)2.3.4 平衡滑翔飞行 (16)2.3.5 横向机动 (17)2.4地基雷达探测性能分析 (17)2.4.1 等离子体对雷达RCS的影响 (18)2.4.2 雷达组网优化部署 (19)2.5本章小结 (23)第3章基于运动学模型的滤波及其模型概率设计 (24)3.1引言 (24)3.2问题描述 (24)3.3“当前”统计模型与强跟踪算法 (24)3.3.1 “当前”统计模型 (25)3.3.2 机动频率对“当前”统计模型的影响 (28)3.3.3 强跟踪算法 (31)3.4IMM算法与模型概率设计 (34)3.4.1 IMM算法 (34)3.4.2 模型概率设计 (36)3.4.3 仿真分析 (37)3.5本章小结 (39)第4章基于动力学模型的滤波与CKF设计 (40)4.1引言 (40)4.2问题描述 (40)4.3基于动力学模型的多模型滤波 (41)4.3.1 动力学模型 (41)4.3.2 算法描述 (42)4.3.3 仿真分析 (43)4.4基于动力学模型的单模型滤波 (45)4.5CKF算法的改进 (46)4.5.1 平方根CKF (46)4.5.2 基于Sage- Husa算法的自适应SCKF (48)4.5.3 基于Huber函数的鲁棒SCKF (49)4.5.4 仿真分析 (51)4.6本章小结 (54)第5章轨迹预报技术研究 (55)5.1引言 (55)5.2基于拟合的轨迹预报 (55)5.2.1 线性回归 (55)5.2.2 仿真分析 (56)5.3基于多个动力学模型预报融合的轨迹预报 (58)5.3.1 算法流程 (58)5.3.2 仿真分析 (59)5.4基于识别的轨迹预报 (59)5.4.1 对飞行模式的识别 (59)5.4.2 仿真分析 (60)5.5本章小结 (63)结论 (64)参考文献 (66)攻读学位期间发表的学术论文 (73) (74)致谢 (75)第1章绪论1.1研究背景目的和意义临近空间高超声速飞行器有两层含义，一是其飞行环境是临近空间，二是其飞行速度达到了5马赫以上。
临近空间高超声速目标跟踪技术研究
Ｎｅ ａ ｒ Ｓ ｐａ ｃ ｅ Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔａ ｒ ｇ ｅ ｔ Ｔｒ ａ ｃ ｋｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｌ Ｉ Ｚ ｈ ｉ － ｆ ｅ ｉ ， Ｗ ＡＮＧ Ｊ ｉ ｅ － ｇ ｕ ｉ
ａ ｍｏ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ Ｋ ａ ｌ ｍａ ｎ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ Ｋａ ｌ ｍａ ｎ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ． Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ｐｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｎ ｅ ａ ｒ － ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ， ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｋａ ｌ ｍａ ｎ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ａ ｒ－ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ． Ａｔ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｎ ｅ ａ ｒ － ｓ ａ ｐ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ａ ｒ － ｓ ａ ｐ ｅ ｅ
临近空间高超声速目标MCT跟踪模型
ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｔ ｕ ｎ （ ｒ ＭＣＴ）ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｓ ｋ ｉ ｐ ｌ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｃ ｒ ｕ ｉ ｓ ｅ ｓ ｅ ｇ —
（ ＭＣ Ｔ ） 跟 踪 模 型 。根 据 临 近 空 间 高 超 声 速 目标 在巡 航 段 跳 跃 飞 行 的 特 点 ， 假 设 目标 角 速 度 为 一 阶 时 间 相 关 过程 ， 借助 “ 当前” 统 计 模 型 的思 想 ， 对 目标 角 速 度 进 行 实 时 修 正 ， 结 合 扩 展 卡 尔曼 滤 波 算 法 ， 实 现 对 目标 的稳 定 跟 踪 。Ｍｏ ｎ ｔ ｅ Ｃ ａ ｒ ｌ ｏ 仿 真结 果 表 明 ， 新 模 型 能 够 实 现 对 临 近 空 间 高 超 声 速 目标 在 巡 航 段 跳 跃 飞 行 的 准 确 跟 踪， 并 且 跟 踪 性 能稳 定 ， 具 有 较 强 的实 用 性 。 关键词 ： 临近空间 ； 高超声 速； 跳跃飞行 ； 目标 跟 踪
中图分类号 ： Ｖ ５ ５ ６ 文献 标 志 码 ： Ａ
Ｎｅ ａ ｒ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔａ ｒ ｇ ｅ ｔ Ｍ ＣＴ Ｔｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎｇ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
ＸＩ ＡＯ Ｓ ｏ ｎｇ， ＴＡＮ Ｘｉ ａ ｎｓ ｉ ， ＬＩ Ｚｈ ｉ ｈ ｕａ ｉ ， Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎｇ ‘
ｇ ｅ ｔ ａ ｎ ｇ ｕｌ ａ ｒ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍ ｅ，ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎｄ ｅ ｄ Ｃａ ｌ ｍａ ｎ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｓ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ． Ｔｈ ｅ Ｍｏ ｎ ｔ ｅ Ｃａ ｒ ｌ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ — ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｎｅ ｗ ｍｏ ｄ ｅｌ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｋ ｉ ｐ ｌｙ ｆ ｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｕｉ ｓ ｅ ｓ ｅ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ， ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｍｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ｅ ｒ ｐｒ ａｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｐａ ｃ ｅ；ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎｉ ｃ；ｓ ｋ ｉ ｐ ｌｙ ｆ ｉ ｎ ｇ；ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎ ｇ
临近空间高超声速飞行器制导与控制技术研究综述_王文博
中 ，预先装订标准再入轨道参数的方法 。 飞行器 在实际的再入过程中 ，由于受初始条件误差 、大 气环境变化 、气动系数变化等因素的影响 ，实际 飞行轨迹偏离了标称轨迹 ，这时制导系统通过将 实际轨迹与标称轨迹比较 ，产生误差信号 ，并根 据误差信号计算出所需要的姿态角信息 ，然后由 姿控系统 调 姿 从 而 实 现 实 际 飞 行 轨 迹 跟 踪 标 称 轨迹 。 在标称轨迹 制 导 法 中 共 包 括 两 部 分 内 容 ： 轨迹规 划 和 轨 迹 跟 踪 。 轨 迹 规 划 可 以 是 在 飞 行 器执行任务前规划好的 ，也可以是在飞行器飞行 过程中在线规划的 ，轨迹规划的方法有很多 ，但 基本上 属 于 基 于 多 约 束 的 优 化 方 法 。 轨 迹 跟 踪 用于实现 高 超 声 速 飞 行 器 实 时 跟 踪 规 划 好 的 轨 迹进行飞行 ，目前在试验或者设计中的飞行器的 轨迹跟踪方法多是基于优化方法进行的 ，包括反 馈线性化 、滑模控制 、LQＲ 等多种方法 。 （ 2 ） 预测校正法 校正制 导 法 是 以 消 除 实 际 轨 道 的 预 报 预测 落点和预 定 落 点 位 置 之 间 的 偏 差 为 目 的 的 制 导 方法 。 与标称轨迹法不同 ，它着眼于每时每刻实 际再入轨道对应的落点和理论落点的误差 ，并根 据这一误差值 ，以满足最大过载和最大热流的约 束限制 而 产 生 控 制 指 令 ，对 航 天 器 实 现 轨 道 控 制 。 预测制 导 法 可 以 达 到 比 标 称 轨 迹 制 导 法 更 高的落点精度 ，并且对再入初始条件不敏感 ； 其 主要的 制 约 条 件 是 需 要 在 轨 实 时 计 算 。 随 着 高 性能计算 机 的 出 现 ，预 测 校正制导方法越来越 有可能 得 到 实 际 的 应 用 。 预 报 落 点 位 置 和 制 导 方法的选择是 实 时 预 测 校正制导法需要解决的 两大问题 。 其中就预报落点位置而言 ，可以采用 快速数值积分法和闭环解析法两种方法 。 （ 3 ） 其它制导方法 随着现代优化算法的研究进展，除标称轨迹法 和预测校正法两种主要制导方法外，多种方法也
高超声速飞行环境下载波信号快速捕获与跟踪方法
高超声速飞行环境下载波信号快速捕获与跟踪方法高超声速飞行环境下载波信号快速捕获与跟踪方法随着科技的飞速发展，高超声速飞行技术已经成为航空领域的热门研究方向之一。
高超声速飞行器以其超强的速度和机动性，具有很强的战略价值和军事优势，因此在军事冲突和航空航天探索中发挥着重要作用。
然而，由于高超声速飞行环境的复杂性和超高速飞行的挑战，对高超声速飞行器的信号捕获和跟踪提出了更高的要求。
高超声速飞行环境的下载波信号捕获与跟踪是关键技术之一。
下载波信号具有很高的频率和极大的速度变化，因此准确捕获和跟踪这些信号对于在高超声速飞行器上部署和操作传感器起着至关重要的作用。
本文介绍了一种基于数字信号处理和模糊逻辑的快速捕获与跟踪方法。
首先，对于高超声速飞行器的下载波信号，我们需要进行频谱分析和信号处理。
将原始信号进行快速傅里叶变换，可以将其从时域转换为频域。
通过分析频谱信息，我们可以确定信号的中心频率、带宽和信噪比等重要参数。
然后，利用数字滤波器对信号进行滤波和去噪，以提高信号质量和准确性。
通过这些信号处理方法，我们可以对下载波信号进行初步分析和准备工作。
接下来，我们提出了一种基于模糊逻辑的快速捕获与跟踪方法。
该方法通过设计适应的模糊逻辑规则和模糊推理机制，可以将捕获和跟踪问题转化为一个多目标优化问题。
基于模糊逻辑的方法可以充分考虑到各种因素的影响，比如信号的强度、频率变化率、环境噪声等，从而提供更准确和鲁棒的解决方案。
此外，基于模糊逻辑的方法还具有较强的自适应性和鲁棒性，在不同环境和参数变化的情况下都能够表现出良好的性能。
最后，我们进行了一系列仿真实验来验证所提出方法的性能和有效性。
利用多个不同频率、不同信噪比的下载波信号进行测试，结果表明，所提出的方法可以在不同情况下实现快速且准确的信号捕获和跟踪。
与传统的方法相比，基于模糊逻辑的方法更具有鲁棒性和自适应性，具有更好的性能和稳定性。
综上所述，高超声速飞行环境中下载波信号的快速捕获和跟踪是一项具有挑战性的任务。
临近空间高速飞行器测控关键技术分析与总结
临近空间高速飞行器测控关键技术分析与总结临近空间高速飞行器测控关键技术分析与总结随着人类对太空探索的不断深入，临近空间高速飞行器的研发成为了一个热门话题。
临近空间高速飞行器具有快速进出地球大气层，高机动性能和快速应对突发情况的特点，因此对其测控关键技术的研究显得尤为重要。
本文将对临近空间高速飞行器测控关键技术进行分析与总结。
首先，临近空间高速飞行器的导航与控制技术是测控关键技术的核心。
导航系统需要通过精确测量飞行器的位置、速度和姿态信息，并通过计算与参考星座的差异来确定当前的位置。
高速飞行器的姿态控制需要快速而精确的响应能力，对高精度姿态传感器以及快速反馈控制算法的要求较高。
其次，对于临近空间高速飞行器而言，通信与数据处理技术也是不可忽视的。
高速飞行器需要通过与地面控制中心的通信系统进行信息交互，以实时地接收指令并上报状态。
由于高速飞行器在进出大气层时通信链路的中断情况较为频繁，因此需要采用高可靠性的通信系统。
数据处理技术需要对飞行器传感器采集到的大量数据进行实时处理和分析，以提取有用的信息并作出相应的决策。
再者，能源与动力技术是临近空间高速飞行器的关键支撑。
高速飞行器需要具备强大的动力系统以实现快速进出地球大气层的能力。
传统的液体火箭发动机往往存在燃烧效率低、推力调节范围窄等问题，因此需要采用新型的能源与动力技术，如电磁推进系统、离子推进系统等，以提高动力系统的效率和可靠性。
最后，临近空间高速飞行器的结构与材料技术也是测控关键技术的一部分。
高速飞行器的结构需要满足高强度、轻量化和高稳定性的要求，以减小质量并保持结构的稳定性。
对于材料而言，需要选用高强度、耐高温、抗辐射等特殊材料，以满足临近空间高速飞行器的特殊工作环境。
综上所述，临近空间高速飞行器的测控关键技术涉及导航与控制技术、通信与数据处理技术、能源与动力技术以及结构与材料技术等方面。
通过对这些技术的研究与应用，我们可以提高临近空间高速飞行器的安全性、可靠性和运行效率，进一步推动人类太空探索的发展综合来看，临近空间高速飞行器的测控关键技术包括导航与控制技术、通信与数据处理技术、能源与动力技术以及结构与材料技术。
高超声速飞行器跟踪技术综述
防空武器作 战高度 上存 在的真空 、较小 的拦截 窗 口以
及拦截弹机动性 能和末制导探测稳定性 的不足 使得无 法有 效地应 对 这种 目标 的威胁 ［ ３ ］ ．目前 ，国外在加 紧
２ ０ １ ５年 第 ２ ４卷 第 ｌ ｌ期
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计 算 机 系 统 应 用
高超声速飞行器跟踪技术综述①
王 博 ，贺 正 洪 ，张 晶 ， 赵 敏
． （ 空军 工程 大 学 防 空 反 导 学 院 ，西 安 ７ １ ０ ０ ５ １ ） （ 空军 工程 大 学 理 学 院 ，西 安 ７ １ ０ ０ ５ １ ）
ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ｏ ｆ ｍａ ｎｅ ｕ ｖ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ．Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｎ ｅ ｕ ｖ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎｄ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖｅ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｈ ｍ ，ｉ ｔ ｍｐ ｒ ｏ ｖｅ ｄ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｄ ｅ ａ ，ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｖ ｅ ｌ ｏｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｔ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｐａ ｃ ｅ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ； ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ
高超声速飞行器交互式多模型跟踪算法仿真
高超声速飞行器交互式多模型跟踪算法仿真郝杰;任静【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】针对临近空间高超声速飞行器的运动状态多变，目前单一跟踪模型已经很难描述出目标的特性，根据多变的运动特点，将交互式多模型( IMM)算法应用于高超声速飞行器跟踪领域。
该算法可以有效地根据各个模型的概率进行准确的调整，特别是对于机动目标的跟踪。
文中根据IMM算法在临近空间环境下对高超声速飞行器进行了跟踪仿真。
通过Monte-Carlo仿真，结果表明该算法在临近空间中具有较好的跟踪精度，同时可以提高高速飞行目标的跟踪精度。
%In view of the features that motion state of near space hypersonic vehicle is variable,the single track model has been very diffi-cult to describe the characteristic of target,according to the changeable motion characteristics,the Interacting Multiple Model ( IMM) al-gorithm is applied to the hypersonic vehicle tracking field. The algorithm can be effective for accurate adjustment according to the proba-bility of each model,especially for maneuvering target tracking. According to the IMM algorithm,the tracking simulation is carried out under the hypersonic vehicle in near space environment in this paper. Through Monte-Carlo simulation,the result shows that the algo-rithm has better tracking precision in near space,and can improve the high-speed flight target tracking accuracy.【总页数】4页(P204-206,211)【作者】郝杰;任静【作者单位】西安航空学院，陕西西安 710077;西安航空学院，陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.高超声速飞行器新息滤波交互式多模型跟踪算法 [J], 张越;何建华;王安龙;刘琨;喻芳2.基于IMM模型的周期性跳跃运动高超声速飞行器跟踪算法∗ [J], 何广军;李槟槟;何其芳;白云3.高超声速飞行器模型建立与交互多模型轨迹跟踪算法 [J], 司玉洁;宋申民;4.基于运动模型的高超声速飞行器跟踪性能分析 [J], 曾江辉;高永明5.基于自适应多通道交互式多模型的高超声速滑翔飞行器跟踪方法 [J], 张君彪;熊家军;兰旭辉;李凡;陈新;席秋实因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
临近空间高超声速目标跟踪技术研究
临近空间高超声速目标跟踪技术研究临近空间高超声速目标跟踪技术研究随着航天技术的不断发展和空间探索的深入开展，临近空间高超声速目标的跟踪技术成为航天领域中一个重要研究课题。
高超声速目标具有极高的速度和复杂的运动特性，对其进行精确跟踪并保持正确的目标定位是保证航天任务成功的关键之一。
本文针对临近空间高超声速目标跟踪技术进行综述和分析。
一、高超声速目标跟踪技术的研究背景高超声速飞行器作为近年来发展迅猛的一类航天器，具有能够在大气层内飞行的能力，并潜在地具有快速打击能力。
这种飞行器具有极高的速度和较大的机动性，对传统的目标跟踪技术提出了挑战。
因此，研究临近空间高超声速目标跟踪技术对于提高高超声速飞行器的打击精确度和任务成功率具有重要意义。
二、临近空间高超声速目标跟踪技术的挑战由于高超声速目标自身运动速度极快、机动灵活性高，加之近地空间环境复杂多变，对跟踪技术提出了严峻的挑战。
主要包括以下几个方面：1.高速运动带来的目标模糊问题：高超声速目标在快速运动中可能产生模糊效应，导致图像质量下降，进而影响目标的定位和跟踪。
2.航天器的机动特性：高超声速目标具有快速变轨、高频摆动等特点，对目标跟踪系统的响应速度和动态性能有很高的要求。
3.光照条件的变化：由于航天器在不同轨道、时间和天气条件下，光照条件有较大的变化，光照不足或光照过强都会对目标跟踪造成困扰。
三、临近空间高超声速目标跟踪技术的研究进展针对临近空间高超声速目标跟踪技术的挑战，学术界和工业界进行了大量的研究，涌现了一系列新颖的方法和技术。
主要包括以下几个方面：1.基于传感器融合的跟踪方法：通过多传感器（如红外、雷达等）的数据融合，提高目标跟踪的准确性和可靠性。
采用传感器融合的方法可以解决单一传感器在跟踪过程中的局限性，有效提升目标定位的精确度。
2.高速图像处理算法：针对高超声速目标运动过程中可能产生的模糊问题，研究者们提出了一系列的图像去模糊和运动估计算法。
临近空间高超声速飞行器跟踪技术
临近空间高超声速飞行器跟踪技术
关欣;赵静;何友
【期刊名称】《四川兵工学报》
【年(卷),期】2011(032)008
【摘要】介绍了临近空间及临近空间飞行器的特点,分析了临近空间高超声速飞行器的运动特性,提出了关于临近空间高超声速飞行器跟踪技术的几点思考。
从跟踪传感器及跟踪算法两方面考虑,为跟踪技术研究提出几点可行性建议。
【总页数】3页(P4-6)
【作者】关欣;赵静;何友
【作者单位】海军航空工程学院信息融合技术研究所,山东烟台264001;海军航空工程学院信息融合技术研究所,山东烟台264001;海军航空工程学院信息融合技术研究所,山东烟台264001
【正文语种】中文
【中图分类】TN820.4
【相关文献】
1.临近空间高超声速目标跟踪技术研究 [J], 李志飞;王杰贵
2.临近空间高超声速飞行器预警探测系统探索 [J], 刘尊洋;陈天宇
3.临近空间高超声速飞行器等离子鞘套模拟及调控研究进展 [J], 金科;陈思尧;马昕;李凯;郑晓静
4.临近空间高超声速飞行器轨迹预测方法研究进展 [J], 邵雷;雷虎民;赵锦
5.临近空间高超声速飞行器进展及防御策略分析 [J], 王鹏飞;罗畅;白炎
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超高声速临近空间飞行器控制的关键技术
20km 100km 临近空间超高声速飞行器控制的关键技术0. 引言临近空间是指传统的航天和航空之间的空白区域，一般认为在20~100km 之间的空间领域，包括平流层的大部分区域、中间层和热层的部分区域。
其下面的空域我们通常称之为“天空”，是传统航空器的主要活动空间；其上面的空域就是我们平常说的“太空”，是卫星等航天器的运行空间。
临近空间飞行器特指能在临近空间作持续飞行并完成一定使命的飞行器, 因此不包括只是穿越该区域飞行的飞行器。
临近空间飞行器根据飞行速度的不同，可分为低速临近空间飞行器和高速临近空间飞行器。
低速临近空间飞行器类型主要有：气球、飞艇、无人机和太阳能飞机等；高速临近空间飞行器一般包括超声速、高超声速临近空间飞行器和亚轨道飞行器等。
临近空间高超声速飞行器是指主要在临近空间内飞行，并且完成特定任务的马赫数大于5图2 临近空间飞行器的分类 图1 临近空间示意图的飞行器。
本文重要以X-51巡航导弹为代表，对临近空间高超声速飞行器进行了介绍，并系统地分析了其导航与控制的关键技术，最后给出了临近空间高超声速飞行器的发展趋势。
1.临近空间高超声速飞行器高速临近空间飞行器主要可分为两大类:以火箭为动力的高超声速飞行器(hypersonic rocket vehicles,HRV)和以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器(hypersonic air-breathing vehicles,HAV)，如:高超声速巡航导弹、远程机动弹道导弹、高超声速飞机、可重复使用的高超声速空天飞行器等。
20世纪60年代以来,以火箭为动力的高超声速航天飞行器(如:各类导弹、卫星、载人航天器、空间实验室、空间站和大型运载工具等),有了很大发展,目前技术已达到成熟。
以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器,受到广泛关注。
从20世纪50年代末开始对超燃发动机的探索性研究,70年代后期,出现低潮,几经周折,到80年代后期、90年代初中期,关键技术问题取得突破性进展,目前已进入飞行演示验证阶段。
临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法研究
靠近空间杰出声速飞行器载雷达目标检测方法探究摘要：随着航空航天技术的不息进步，靠近空间杰出声速飞行器已成为将来航空航天领域的重要探究对象。
在靠近空间杰出声速飞行器的安全和控制方面，雷达目标检测方法起着重要作用。
本文通过对靠近空间杰出声速飞行器载雷达目标检测方法的探究进行探讨，旨在提供更加有效、准确的目标检测方法，以提升靠近空间杰出声速飞行器的安全性和控制性能。
一、引言靠近空间杰出声速飞行器是指飞行速度大于5马赫（即6,174千米/时）的航空器。
靠近空间杰出声速飞行器具有高速、高温、高压等特点，面临着浩繁挑战和难题。
目标检测是杰出声速飞行器安全和控制的关键环节，而雷达目标检测方法则是其中一种重要手段。
二、靠近空间杰出声速飞行器目标检测技术现状靠近空间杰出声速飞行器目标检测技术现状总结了目前常用的目标检测方法，包括传统的雷达目标检测方法、光学目标检测方法和深度进修目标检测方法。
传统的雷达目标检测方法主要基于雷达信号的特征分析和处理，包括目标的回波特性、多普勒频率和散射截面等。
这类方法可以对目标进行准确的位置和速度预估，但对于特殊外形和材料的目标检测效果不佳。
光学目标检测方法主要利用杰出声速飞行器四周的光辐射信号进行目标检测。
通过分析目标的光谱特性和变化规律，可以有效识别目标。
但在杰出声速环境下，光学目标检测技术受到热辐射的干扰，检测效果不稳定。
深度进修目标检测方法是近年来兴起的一种目标检测技术。
通过构建深度神经网络模型，可以进修目标的特征和规律，实现高效准确的目标检测。
然而，深度进修方法对大量的训练数据和计算资源的需求较高，难以满足实际应用需求。
三、1. 目标特征提取目标特征提取是目标检测的核心环节。
对于靠近空间杰出声速飞行器，其目标特征包括目标的外形、散射特性和多普勒频率等。
通过对雷达信号进行预处理和特征提取，可以得到目标的特征向量，用于目标检测和跟踪。
2. 目标分类与识别目标分类与识别是目标检测的重要任务。
临近空间高超声速飞行器DG-VSMM跟踪算法
临近空间高超声速飞行器DG-VSMM跟踪算法肖松;李志淮;谭贤四;王红【期刊名称】《弹道学报》【年(卷),期】2013(025)002【摘要】针对传统跟踪算法不能对临近空间高超声速飞行器进行有效跟踪的问题,提出了一种基于有向图的变结构多模型(DG-VSMM)跟踪算法.通过分析传统变结构多模型算法(VSMM)模型集合不能快速跳转的问题,选择加速度和角速度作为模型参数,建立模型有向图,根据目标机动情况选择参与计算的模型子集,并依据子模型后验概率大小对模型子集进行实时局部调整,实现变结构多模型跟踪.Monte-Carlo 仿真结果表明,该方法能够实现模型子集之间的快速跳转,且跟踪精度、稳定性和计算量等都得到了改善,可应用于临近空间高超声速飞行器的跟踪.【总页数】6页(P22-27)【作者】肖松;李志淮;谭贤四;王红【作者单位】空军预警学院研究生管理大队,武汉430019;空军预警学院研究生管理大队,武汉430019;空军预警学院二系,武汉430019;空军预警学院二系,武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.一种临近空间高超声速目标检测前跟踪算法 [J], 李林;王国宏;于洪波;谭顺成2.一种改进的临近空间高超声速飞行器跟踪算法 [J], 杨彬;贺正洪3.临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法 [J], YU Chen-long;TAN Xian-si;QU Zhi-guo;WANG Hong;XIE Fei4.一种面向临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪算法 [J], 何山; 吴盘龙; 恽鹏; 李星秀5.临近空间高超声速目标滑跃式轨迹Sine-AIMM跟踪算法 [J], 李林;王国宏;张翔宇;于洪波;薄钧天因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ｔｒ ｃ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｙ ｒ ｏ ｉ ｒ ｒ ｆ ｎ Ｎｅ ｒ Ｓ ｃ ａ ｋ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆ Ｈ ｐｅ ｓ ｎ ｃ Ａｉ ｃ ａ ｔ ｉ ａ ｐａ ｅ
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第３ ２卷
第 ８期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ １年 ８月
【 武器装备】
临近 空 间高超 声 速 飞行 器 跟 踪 技 术
关 欣， 赵 静， 何 友
２４ ０ ） ６ ０ １ （ 军 航 空 工 程 学 院 信 息 融合 技 术 研 究 所 ， 东 烟 台 海 山
摘要 ： 介绍 了临近空 间及 临近空 间飞行器 的特点 ， 分析 了临近空 间高超声 速飞行器 的运动特性 ， 出 了关 于临近空 提
临 近 空 间 飞 行 器 是 指 工 作 于 临 近 空 间 并 利 用 临 近 空
间独有 资源和特点来 执行一 定任 务的一类 飞行器 。临近空
间飞行器的划分方法有很 多种 ， 这里按照 飞行 的速度可 以分 为高速和低速临近 空间飞行 器。低 马赫数 的飞行器 主要用 于情报收集 、 侦察监视 、 信保障 ， 通 如升力式 、 浮力 式 、 浮一 升
的平 均功率在数千瓦 的量级 。根据 微波 电真空器件 的水平 ， 雷达发射 机的功率至少还可 以提 高一个数量 级 ， 国外对情报 雷达 的功率 已达数 十 千瓦 。二是 增 大天 线有 效 孔 径 面积 。 从理论角度考 虑 ， 增大 天线 孔径 ， 波束变 窄 ， 而增加搜索 则 进
ｓ ｎｉ ｉｃａ ｔｉ ｅ ｒｓ ａ ｅ ｏ ｃ ａｒ ｒ ｆ ｎ ｎ ａ ｐ ｃ ．Ｆｒ ｍ ｈ ｏ ｓｄ ｒｔｏ ｆｔ ｓ ｅ ｔ ｎ ｔａ ｋ ｏ ｅ ｏ ｎ ｌ ｏ ｉ ｍ ，ｉ ｐ ｏ ｏ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ａｉ ｎ ｏ ｗｏ ａ ｐ ｃｓｉ ｒ ｃ ｆｓ ｎｓ ｒａ ｄ ａｇ ｒｔ ｈ ｔ ｒ—
间 来 填 补 航 空 和 航 天 空 间 之 间 的 空 白 ， 必 将 在 未 来 电子 势
１ 临 近 空 间及 临近 空 间飞 行 器
１１ 临近 空 间 ． 临 近空 间 （ ｅｒ ｐ ｃ） 指 距 地 面 ２ １０ｋ 的 空 ｎａ ａｅ 是 ｓ ０～ ０ ｍ
战、 信息战领域发挥巨大的军事应用潜力。
ａｔ ｉｉ ｏ ｈ ｐ ｒ ｎ ｉ ｒｆｉ ｅｒ ｐ ｃ ， ｎ ｒｐ ｓｄｓｍ ｏ ｇ ｔ ｂ ｕ ａｋｔ ｈ ｏｏｙｏ ｙｅ－ ｅ ｒ ｔ ｆ ｙ ｅｓ ｉ ａ ｃａｔｎｎａ ａｅ ａｄｐｏｏｅ ｏ ｅｔ ｕ ｈ ａ ｏ ｔｒｃ ｃｎ ｌ ｆ ｐ ｒ ｅ ｓｅ ｏｃ ｒ ｓ ｈ ｔ ｅ ｇ ｈ
近年来 ， 临近空 间成为军事领 域的研究热 点。随着 Ｘ一 ４、 ３ ｘ一５ 等临近空 间高超 声速 飞行器 的相 继 出现 ， 国已 １ 各 经加快了研究 临近空 间高超 声速 飞行器 的步伐 。临近空 间 高超声速飞行器具有 “ 飞行 速度 快” “ 、 巡航高 度高 ” “ 防 、突 能力强” 的作战特点 ， 可在 ２ｈ内对 全球任 一 目标 进行快 速精确打击 ， 这就给我国的安全体系构成 了巨大 的威胁 。因
供 动 力 ， 动 机 产 生 强 大 的 喷 焰 习 流 ， 种 信 号特 征 给 跟 踪 发 习 这 提 供 了 重 要 的 线 索 和 依 据 。 高 超 声 速 飞 行 器 在 进 入 临 近 空 间 后 ， 般 采 用 跳 跃 飞 行 轨 道 ， 种 方 案 已 经 扩 展 到 了 军 事 一 这 领 域 ， 在 国 际 上 引 起 了广 泛 的 关 注 。 并
此， 我们在研发临近空间高超声速飞行器 的同时必须 同步进
行临近空间高超声速 飞行器 的跟踪技 术研究 ， 只有这样才能
防患于未然。
带 ”各国军队均未给予太多重视。但近年来 ， ， 以美军为代表
的西方发达 国家军 队仿 佛一夜 之 问突然发 现 了这 块既不 属 于航空范畴也不属于航 天范畴 的“ 大陆” 并强烈认 为 ， 新 ， 临 近空间对于 睛报收集 、 侦察 监视 、 通信 保障 以及对 空对地作 战等具有特殊和广阔的应 用前 景 ， 以作 为一 个新 的作 战空 可
ｐ ｓ ｓ ｓ ｍｅｆ ａ ｉｌ ｕ ｇ ｓｉｎ ｏ ｒ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｒ ｓ ａ ｃ ． ｏ ｅ ｏ ｅ ｓｂ ｅ ｓ ｇ ｅ ｔ ｓｆ ｒｔａ ｋ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｎ ａ ｐ ｃ ｙｗ ｒ ｅ ｒｓ ａ ｅ； ｈ ｐｅｓ ｎ ｃ ａｒ ｒ ｆ； ｔａ ｋ ｔｃ ｎ ｌｇ ｙ ｒｏ ｉ ｉｃ ａｔ ｒ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
２ ）提出跟踪传感器可行 的改进措 施。 由于 高超声 速飞
２ 临 近 空 间高 超 声 速 飞 行 器 的运 动 特 性
临近空间高超声速飞行器 的运动轨道 简化 为 ３个 阶段 ： 助推段 、 巡航 段和攻 击段 ， 中 ， 其 巡航 段又包 括爬 升段 、 飞 平 加速段和等速巡航 段 。这 类 飞行器 主要 依靠 各类 发 动机 提
行 器 具 有 “ ” “ ”、 小 ” 特 点 ， 本 上 相 当 于 一 个 隐 身 高 、快 “ 的 基
的 目标 ， 因此对跟踪传 感 器 的跟踪 精度提 出了更高 的要求 。
为 了提高跟踪传感 器 的精度 ， 过 阅读相 关资 料 ， 通 本文提 出
一
些可行性 的措施 ， 主要 的思 路如 下 ： 将跟踪 传感 器探测 ①
将飞行器推 至 ｌ． ９ｋ 的高空 并达 ４ ５Ｍａ 在 助推 级燃 料 ８２ ｍ ． ；
燃 尽 后 ， 推 级 与 中 间级 和巡 航 级 分 离 ， 间 级 分 离后 ， 航 助 中 巡
级在无动力状 态下 滑翔数秒后 ， 超然冲压 发动机 开始进 入高
超 声 速 试 验 阶段 ， 航 级 的 发 动 机 点 火 后 工 作 ３０ｓ 使 飞 行 巡 ０ ，
磁波产生折 射 、 射 和 吸收 。等离 子 体 的频 率几 乎覆 盖 了 反
３ ０ＭＨ ～ ０ Ｈ 范 围 内 的 所 有 微 波 频 段 ， 就 使 飞 行 器 ０ ｚ ３ ０Ｇ ｚ 这
具有 了一定 的隐身效果 。因此 ， 需要 对现有 跟踪传感 器进行
比对 分 析 ， 而选 取 出 适 合 完 成 临 近 宅 问 高超 声 速 飞 行 器 跟 从 踪的传感器 。
关
欣， ： 等 临近 空 间高超 声速 飞行 器跟踪 技 术
５
体混合模 式等低速 飞行器 ， 括 了各类 飞 艇及 充气 气球 等 ； 包 而高 马赫数 的飞行器主要用于远程 机动作 战和精 确打 击 ， 包
括 高 超声 速 的 巡 航 飞 行 器 和 巡 航 弹 、 用 航 空 飞 行 器 （ Ａ 通 Ｃ Ｖ） 等 。 目前 ， 马 赫 数 飞 行 器 是 各 国 争 相 研 究 的 热 点 ， 国 的 高 美 ｘ 一 ３ Ｘ 一 １ 属 于 此 类 飞行 器 。 ４、 ５ 均
●
离层 （０ｋ ６ ｍ以下 为非 电离层 ，０—１ ０ ｍ为电离层 ） 其绝 ６ ０ｋ ０ ，
大部 分 成 分 为 均 质 大 气 （０ｋ 以 下 的大 气 ， 面 的 是 非 均 ９ ｍ 上
收稿 日期 ：０ １ ６—１ ２ １ —０ ６ 基金项 目： 全国优秀博士论文作者 专项 资金 资助项 目（０ ４ ３ ２ ０４ ） 作者简介 ： 关欣 （９ ８ ） 女 ， １７ 一 ， 博士 ， 副教授 ， 硕士生导师 ， 主要从事多传感器信息融合 、 目标 跟踪研究 。
１２ 临 近 空 间 飞 行 器 ．
域 ， 括大气平 流层 区域 （ 包 指距 地面 ｌ ５ｋ ８—５ ｍ的空域 ） 大 、 气中间层 区域 （ 指距 地面 ５ ８ ｍ 的空域 ） 小部分增 温 ５— ５ｋ 和
层 区域 （ 距 地 面 ８ 指 ５～８０ ｋ 的 空 域 ） 纵 跨 非 电 离 层 和 电 ０ ｍ ，
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ａ ｅ ｔ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｆ ａｕ ｅ ｆｎ ａ ｐ ｃ ｎ ｓａｒ ｒ ｆ ｔ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｎ ｈ ｒ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｒ ｕ ｅ ｈ ｔ ｒ ｓｏ ｅ ｒ ａ ｅ ａ ｄ ｉ ｉ ａｔ ａｙ ｅ ｖ ｍｅ ｔ ａ － ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｃ ．Ｉ ａ ｈ ｃ
ｌ ．４ｋ ５ ２ ｉ ｎ的高 空 ， 后 从 吊臂 释 放 ， 推 级 点 火 工 作 约 ３ ， 然 助 ０ｓ
面阵天线 装在机械转动 台上 ， 这样就会 使雷达探 测 目标 时具 有更 大的灵活性 。③ 增大 天线功率 孑 径积 。增大 功率孔 径 Ｌ
积 的途 径 ： 是 增 大发 射 机 的 平 均 功 率 。 现 役 对 空 情 报 雷 达 一
±６ 。 因此不能满足 全方 位扫 描需 求 ， 了增 大扫 描范 围 ， ０， 为
可 以采取两 个措 施 ： 一 ， 用 多面 阵 ， 不是 不可能 的 ， 第 采 这 因 为美 国及 俄 罗 斯 已经 拥 有 了这 样 的 相 控 阵 雷 达 ； 二 ， 平 第 将
５ 为例 ， 由一 架 Ｂ一５ Ｈ 轰 炸 机 携 带 １至 太 平 洋 上 它 ２ ５ －
由于临近空 间高超 声速飞行器所 特有 的这种 １ 特性 ， ５ Ｉ 行 它能够在很短 的时 间内完 成加速 ， 往在巡 航段 开始几百 秒 往
的时 间 内速 度 就 可 达 到 ６～ ， 是 。 惊 人 的 。 以 ｘ 一 ７ Ｍａ 这 分
踪 中 ， 而 固 定 式 的相 控 阵扫 描 天线 的 扫 描 范 围不 超 过 然