临近空间高超声速目标MCT跟踪模型

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对高超声速目标的跟踪及算法研究

超声速目标跟踪的研究还处在不成熟阶段，普遍认为
航段，超燃发动机会产生强大的喷焰羽流，并产生激波
对目标跟踪最好的算法是交互多模型算法，即ＩＭＭ
算法。其中的关键是如何选取运动模型，使其能较准
用飞机、火箭等飞行器将目标送入指定高度；在巡航
段，又分为爬升段、平飞加速段和等速巡航段，目标依
靠超燃发动机提供的动力飞行；在攻击段，目标改变飞
行轨迹，速度倾角快速变小，实现对目标的攻击。在巡
特征，导致产生等离子鞘套，这些特征给跟踪提供了重
要的线索和依据。由于高超声速飞行器所特有的这种飞行特征，它能在很短的时间内完成加速，在巡航段开始的几百秒的时间内飞行速度Ｍａ数就可以达到６～７。以Ｘ－５１为例，它由一架Ｂ－５２轰炸机携带至太平洋上１５．２４ｋｍ的
中图分类号：ＴＮ９７１文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃａｉｒｃｒａｆｔｓ
ＺｈａｎｇＹａｎｐｅｎｇ，ＬｉＸｉａｏｂｏ，ＸｕｅＪｕｎｓｈｉ
第２９卷第５期

一种改进的高超声速目标跟踪算法

空军工程大学学报（自然科学版）
２１０２年
应算法，假设不同模型之间的转移服从已知转移概率的有限态马尔可夫链，虑多个模型的交互作用，它考以
此得出目标的状态估计，这种算法是目前公认的比较实用的机动目标跟踪算法之一，其主要算法过程见文献
＝／，：２则
Ｏ（ｌ）＝／Ｉｋｋ互ｋｋ一１Ｉ２（／）一（／）（）１ＱＩ＝２ｅ＂ｋｑ（｝ｃ）ｊ）ｏ（（）２
从式（）以看出，１可目标没有发生机动时，ｄ相对较小， △ 即（较小；目标发生机动时，ｄ急剧增）当 △
一
种改进的高超声速目标跟踪算法
李昌玺毕红葵张，，兵肖松，
（．１空军预警学院研究生管理大队，湖北武汉，３０９２空军预警学院陆基预警监视装备系，４０１；．湖北武汉，
４０１）３０９
摘要根据临近空间高超声速目标运动特点，建立了临近空间高超声速目标运动模型；针对机
动目标跟踪问题， “ 在当前 ” 计（ｕｒｎＳａｓｃｌＭｄｌｃ）型基础上，统Ｃｒｔｔｉｉａｏｅ，ｓ模ｅｔｔ引入一种利用位置估计值与加速度之间的函数关系自适应调整加速度方差的方法（ｄｐｉｅｏｉａｃｓｍａＡａｔｆｓｎｅＥｔｔｖＤｔｉｅ
令曼ｋｋ表示ｋ（／）时刻位置分量的测量值，（／ —１表示时刻位置分量的估计值，Ａ＝ｌ（／）互ｋｋ）则ｄｋｋ一（／ｋｋ一１Ｉ其中Ａ），ｄ表示在一个采样周期内由于机动而引起的机动目标位置变化量。

基于机动判别的变结构交互多模型跟踪算法

基于机动判别的变结构交互多模型跟踪算法潘媚媚;曹运合;王宇;吴文华【摘要】临近空间高超声速机动目标具有高速、高机动的运动特性,协同转弯模型是跟踪临近空间目标的常用模型之一.基于协同转弯模型的自适应网格交互多模型(adaptive grid interaction multiple model,AGIMM)算法能够较好地适应临近空间高超声速目标运动特性,但AGIMM算法存在着依赖中心网格模型,非机动时刻模型集收敛缓慢的问题,基于此提出了一种基于机动判别的变结构交互多模型算法.所提算法根据目标机动特性调整跟踪模型集的结构及模型概率转移矩阵,加快了非机动时刻模型集的收敛速度,克服了AGIMM算法存在的问题.通过蒙特卡罗仿真验证,改进的算法相对于AGIMM算法提高了对临近空间高超声速目标的跟踪性能.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】7页(P730-736)【关键词】临近空间;高超声速目标;转弯模型;机动判别;变结构交互多模型【作者】潘媚媚;曹运合;王宇;吴文华【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN9530 引言临近空间,是指处于现有飞机飞行的最高高度和卫星最低轨道高度之间,距离地面20～100 km的空域[1-3]。

因为卫星下不来,飞机上不去,所以这一空域有利于进行情报收集、侦察监视等,对于通信保障以及对空对地作战等也有广阔的应用前景。

在临近空间众多的飞行器中,高超声速武器具有高超声速、高机动的远程精确打击能力,因此已成为世界军事热点[4-7]。

开展临近空间高超声速运动目标的跟踪技术研究对我国国防建设具有重要意义。

临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型

述的合理性，此外，该模型跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标时的参数理论取值具有较低的系统动态误差稳态
值．仿真实验表明与已有的临近空间高超声速目标单噪声机动模型相比，该模型具有较高的跟踪精度；并通过比较不
同参数下的仿真结果一定程度说明了参数取值பைடு நூலகம்法的合理性．
关键词：临近空间；高超声速飞行器；目标跟踪；机动模型；卡尔曼滤波；系统动态误差
ＬＩＦａｎ１，ＸＩＯＮＧＪｉａｊｕｎ２，ＬＩＢｉｎｇｙａｎｇ３，ＬＡＮＸｕｈｕｉ３，ＹＵＣｈｅｎｌｏｎｇ１，ＹＥＺｅｈａｏ１
（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｒａｄｕａｔｅｏｆＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００１９，Ｃｈｉｎａ；２ＦｏｕｒｔｈＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００１９，Ｃｈｉｎａ；
第９期２０１８年９月
电子学报ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．９Ｓｅｐ．２０１８
临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型
李凡１，熊家军２，李冰洋３，兰旭辉２，喻晨龙１，叶泽浩１
（１空军预警学院研究生大队，湖北武汉４３００１９；２空军预警学院四系，湖北武汉４３００１９；３武汉船舶职业技术学院机械工程学院，湖北武汉４３００５０）
系统动态误差稳态值，从模型参数取值的角度探讨了模型的适应性问题；为提高模型参数设计的合理性，分析了模型
中两个参数的对应关系，并给出了参数设计的大致参考区间．理论分析表明，模型具备周期性与衰减性的统一，在短时
间内主要表现为周期性，在长时间内主要表现为指数衰减性，这一特性提高了对临近空间高超声速跳跃式滑翔运动描

临近空间高超声速滑跃式机动目标跟踪的IMM算法

ｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｔｈｓｕｃｈｋｉｎｄｏｆｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＩＭＭａｌｇｏｉｔｒｈｍｂａｓｅｄｏｎＣＶ・－ＣＡ－－ＳｉｎｇｅｒｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅＩＭＭａｌｇｏｉｔｒｈｍｂａｓｅｄｏｎＣＶ・－ＣＡ－－ＣＡｍｏｄｅｌ，ｔｈｅＩＭＭａｌｇｏｉｔｒｈｍｐｒｏｐｏｓｅｄｈｅｒｅｈａｓｂｅｔｔｅｒｔｒａｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｏＨｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔ
ＬＩＪｕｎ－ｊｉｅ一，ＷＡＮＧＧｕｏ — ｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉａｎｇ — ｙｕ，ＷＵＷｅｉ
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＦｕｓｉｏｎ，ＮａｖａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏ．９２６３５ＵｎｉｔｏｆＰＬＡ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０４１，Ｃｈｉｎａ）

临近空间高超声速飞行器跟踪技术

ＴｒｃｃｏｏｙｏｙｒｏｉｒｒｆｎＮｅｒＳｃａｋＴｅｈｎｌｇｆＨｐｅｓｎｃＡｉｃａｔｉａｐａｅ
ＧＵＡＮＸｎ，ＺｉＨＡ０Ｊｎｉｇ，ＨＥＹｏｕ
（ｎｔｕｅｏｆｒａｉｕｉｅｈｏｇ，ａｙＡｉｉｎｉｅｒｇＡａｅｙＹｎｉ６０１ＣｉａＩｓｔｔｆｎｏｍｔｎＦｓｎＴｃｎｌｙＮｖｖａｏＥｇｅｉｃｄｍ，ａｔ４０，ｈ）ｉＩｏｏｏｔｎｎｎａ２ｎ
第３２卷
第８期
四川兵工学报
２１０１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
２４０）６０１（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

临近空间高超声速目标跟踪技术研究

中图分类号：ＴＰ９５７．５１文献标识码：Ａ
ＮｅａｒＳｐａｃｅＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃＴａｒｇｅｔＴｒａｃｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ
ＬＩＺｈｉ－ｆｅｉ，ＷＡＮＧＪｉｅ－ｇｕｉ
ａｍｏｎｇｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｅｘｃｅｎｔｅｄＫａｌｍａｎｉｆｌｔｅｒａｎｄｕｎｓｃｅｎｔｅｄＫａｌｍａｎｉｆｌｔｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒ－ｓｐａｃｅｔａｒｇｅｔ，ｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｆｌｔｅｒｉｎｇ
Ｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｔｒａｃｋｔｈｅｎｅａｒ－ｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔｓ．Ａｔｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｍｏｖｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅａｒ－ｓａｐｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｏｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｎｅａｒ－ｓａｐｅｅ

转移概率自适应高超声速目标跟踪算法

０引言
临近空间高超声速目标跟踪是跟踪领域的一个热点，也是一个难点，对它的研究还处于起步阶段，因此，很多研究成果还不太成熟。文献［１］提出了一种可行的高超声速目标跟踪算法，其主要思想是利用２个
（ａ。ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｒａｄｕａｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｂ．ＤｅｐａｔｒｍｅｎｔｏｆＬａｎｄ — ｂａｓｅｄＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＳｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ４３００１９，Ｃｈｉｎａ）
统计模型基础上，引人一种利用位置估计值与加速度之间的函数关系自适应调整加速度方差的方法（ＡｄａｐｔｉｖｅｏｆＤｉｓｔａｎｃｅＥｓｔｉｍａｔｅ，ＡＤＥ），并运用交互多模型算法（ＩｎｔｅｒａｃｔｉｎｇＭｕｌｔｉｐｌｅＭｏｄｅｌＡｌｇｏｉｒｔｈｍ，ＩＭＭ）提出了ＡＤＥ — ＩＭＭ算法；然后对ＩＭＭ
中马尔可夫转移概率先验给定的缺点，提出了基于时变马尔可夫转移概率的ＡＤＥ — ＩＭＭ算法。仿真表明，改进的算法比ＡＤＥ — ＩＭＭ算法具有更好的跟踪精度。

高超声速飞行器跟踪技术综述

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅｉｓｗｉｄｅｌｙｃｏｎｃｅｍｅｄｂｙｔｈｅｍｉｌｉｔａｒｙｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ．Ｔｈｅｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅｄｅｖｅｌｏｐｓｑｕｉｃｋｌｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｂａｃｋｇｒｏｔｍｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｈｏｏｓｅｓｎｅａｒｓｐａｃｅｈｐｅｙｒｓｏｎｉｃ得的目标量测数据，对目标状态进行精确估计的过程．从１９３７年人类发明
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
２０１５年第２４卷第ｌｌ期
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ－Ｓ — ａ．ｏｒｇ．ｃｎ
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７１００５１）（空军工程大学理学院，西安７１００５１）
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｌｇｏｉｔｒｈｍｏｆｍａｎｅｕｖｅｉｎｒｇｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｓｔａｒｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔｍｏｄｅｌａｎｄａｄａｐｔｉｖｅｉｌｆｔｅｉｎｒｇａｌｇｏｒｉｈｍ，ｉｔｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｉｔｒｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｉｄｅａ，ｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｕｐｐｏｔｒｏｎｔｈｅｏｒｙｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇ

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载雷达目标检测方法研究

临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法研究临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法研究摘要：随着航空航天技术的不断发展，临近空间高超声速飞行器已成为未来航空航天领域的重要研究对象。

在临近空间高超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。

本文通过对临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法的研究进行探讨，旨在提供更加有效、准确的目标检测方法，以提升临近空间高超声速飞行器的安全性和控制性能。

一、引言临近空间高超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。

临近空间高超声速飞行器具有高速、高温、高压等特点，面临着很多挑战和难题。

目标检测是高超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、临近空间高超声速飞行器目标检测技术现状临近空间高超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学习目标检测方法。

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估计，但对于特殊形状和材料的目标检测效果不佳。

光学目标检测方法主要利用高超声速飞行器周围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。

但在高超声速环境下，光学目标检测技术受到热辐射的干扰，检测效果不稳定。

深度学习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，可以学习目标的特征和规律，实现高效准确的目标检测。

然而，深度学习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、临近空间高超声速飞行器载雷达目标检测方法研究1. 目标特征提取目标特征提取是目标检测的核心环节。

对于临近空间高超声速飞行器，其目标特征包括目标的形状、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。

高超声速飞行器数学模型分析

2020年第三期（第一卷）科技理论与实践 No.3 2020 (Vol.1)高超声速飞行器数学模型分析朱波(仪征技师学院，江苏仪征 211400）摘要：相比较传统的航空航天器，高超声速飞行器具备飞行速度更快、隐蔽性更强等突出的特点，有着重要的战略意义和极高的军事价值，已经成为当前临近空间飞行技术的主要研究对象。

同时，高超声速飞行器飞行环境复杂，强耦合、不确定性以及独特的气动特性都对其性能的要求提出巨大的挑战。

如何能够保证高超声速飞行器在高空中平稳飞行，如何对其实现有效的鲁棒控制、进而获得良好的动态跟踪性能已经成为控制工程领域关注的热点问题。

论文以NASA的Langley实验室公开的高超声速飞行器纵向模型为研究对象，重点介绍了一系列先进的控制算法，研究其稳定性以及动态跟踪性能，并结合Simulink动态仿真平台进行分析，介绍相关数学模型及相关参数。

关键词：高超声速飞行器；PI/PID控制器；干扰观测器；Simulink仿真DOI: 10.12184/ wspkjllysjWSP2634-792X07.20200103一、引言众所周知，高超声速飞行器自身采用了机体发动机一体化设计，由此带来的问题就是多维、强耦合以及非线性，并对其稳定飞行产生不小的影响，所以在建模过程中必须对其进行解耦并给出一定合理的假设。

另一方面，由于高超声速飞行器在近空间飞行时受到的外界干扰对机体影响很大，这些因素都致使高超声速飞行器拥有易变且的复杂气动特性，这些必然要求对其自身各个子系统开展研究分析。

此外，推力和输入力矩约束性、燃料消耗所引起的飞行器质量变化、燃料的激荡性等方面的问题，也大大加重了模型和参数的不稳定性以及随机干扰等诸多问题。

本文研究的高超声速飞行器模型为NAsA的Langley实验室公开的飞行器纵向模型。

二、高超声速飞行器基本结构和参数对于本文而言，采用兰利实验室公开的(Winged-cone)高超声速飞行器作为仿真模型。

临近空间高超声速滑翔弹跟踪模型

临近空间高超声速滑翔弹跟踪模型喻晨龙;谭贤四;王红;曲智国;谢非【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2018(046)004【摘要】为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,基于目标的航迹倾角变化规律建立了一种新的机动模型.为了在雷达测量直角坐标系下估计目标的位置和速度,分析了目标的弹道剖面角,基于航迹倾角变化率和倾角变化率有相近似的变化规律,提出用倾角代替航迹倾角,将倾角变化率描述为零均值正弦自相关随机过程建立角度域的Markov模型,然后将角度关系映射到位置维度建立空间模型.为了使得系统总体状态模型线性,将模型拆分为前端的角度子滤波器和后端的位置子滤波器,由角度滤波器驱动位置滤波器联合跟踪滤波.通过仿真设置了模型的参数,实验结果表明其模型具有更好的跟踪精度.【总页数】9页(P99-106,162)【作者】喻晨龙;谭贤四;王红;曲智国;谢非【作者单位】空军预警学院研究生管理大队,湖北武汉430019;空军预警学院防空预警装备系,湖北武汉430019;空军预警学院防空预警装备系,湖北武汉430019;空军预警学院防空预警装备系,湖北武汉430019;长江勘测规划设计研究院,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】V412.4;TN953【相关文献】1.临近空间高超声速助推-滑翔式轨迹目标跟踪 [J], 张翔宇;王国宏;张静;刘源2.临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型 [J], 李凡;熊家军;李冰洋;兰旭辉;喻晨龙;叶泽浩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.临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪模型 [J], 张裕禄; 毕红葵; 叶泽浩; 李凡5.一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; 李星秀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SCT—IMM的临近空间高超声速目标跟踪模型

摘要：针对传统单模型跟踪方法不能有效跟踪临近空间高超声速目标飞行全过程的问题，提出了一种基于ＳＣＴ．ＩＭＭ的跟踪模型。在分析临近空间高超声速目标特性的基础上，建立了一种基于一阶时间相关模型的转弯模型（ＳｉｎｇｅｒＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＴｕｒｎ，ＳＣＴ），结合ＥＫＦ滤波方法，采用ＣＶ、ＣＡ和ＳＣＴ模型进行ＩＭＭ滤波计算。仿真结果表明，新模型计算量略大于单模型，但新模型能够适用于跟踪临近空间高超声速目标的所有飞行阶段，且位置均方根误差和速度均方根误差都小于单模
ｔｒａｃｋａ１ｌｐｈａｓｅｓｏｆｌｆｉｇｈｔｏｆｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔ．ａｎｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕｒｅａｅｒｏｒａｎｄｓｐｅｅｄｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒｒｅａｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｃｅｒｔａｉｎｓｉｇｎｉｉｆｃｎｃａｅｔｏｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｃｋｉｎｇ；ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｌ；ｔｕｎｒｍｏｄｅｌ

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ｏｒｄｉｎａｔｅｔｕｎ（ｒＭＣＴ）ｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔｓｗｈｉｌｅｓｋｉｐｌｆｙｉｎｇｉｎｃｒｕｉｓｅｓｅｇ —
（ＭＣＴ）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。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ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：Ｖ５５６文献标志码：Ａ
ＮｅａｒＳｐａｃｅＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃＴａｒｇｅｔＭＣＴＴｒａｃｋｉｎｇＭｏｄｅｌ
ＸＩＡＯＳｏｎｇ，ＴＡＮＸｉａｎｓｉ，ＬＩＺｈｉｈｕａｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ ‘
ｇｅｔａｎｇｕｌａｒｖｅｌｏｃｉｔｙｆｏｒｒｅａｌ — ｔｉｍｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｄｅｄＣａｌｍａｎｉｌｆｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏａｃｈｉｅｖｅｓｔａｂｌｅｔｒａｃｋｉｎｇ．ＴｈｅＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａ — ｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｍｏｄｅｌｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｒａｃｋｉｎｇｓｋｉｐｌｙｆｉｎｇｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｎｔｈｅｃｒｕｉｓｅｓｅｇｍｅｎｔ，ａｎｄｗｉｔｈｍｏｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｓｔｒｏｎｇｅｒｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒｓｐａｃｅ；ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ；ｓｋｉｐｌｙｆｉｎｇ；ｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇ
第３３卷
第１期
弹
箭
与
制
导

学
报
Ｖ０１．３３ＮＯ．１
２０１３年２月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ，Ｒｏｃｋｅｔｓ，ＭｉｓｓｉｌｅｓａｎｄＧｕｉｄａｎｃｅ
ｍｅｎｔ，ａｓｓｕｍｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｔａｒｇｅｔａｎｇｕｌａｒｖｅｌｏｃｉｔｙｆｏｒｓｉｎｇｅｒｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｔｈｅｔｈｏｕｇｈｔｏｆ“ｃｕｒｒｅｎｔ ”ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｒｅｖｉｓｅｔｈｅｔａｒ —
（ＡｉｒＦｏｒｃｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ４３００１９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｌｃａｎｎｏｔｔｒａｃｋｔｈｅｎｅａｒｓｐａｃｅｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔａｒｇｅｔｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｍｏｄｉｉｅｆｄｃｏ —
Ｆｅｂ２０ｌ３
临近空问高超声速目标ＭＣＴ跟踪模型
肖松，谭贤四，李志淮，王红
（空军预警学院，武汉４３００１９）
摘
要：针对传统单模型不能有效跟踪临近空间高超声速目标的问题，提出了一种ＭｏｄｉｉｆｅｄＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＴｕｎｒ