目标航迹模拟器的设计与实现
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参数 可 变 的空 间匀 加速 直 线 、 平顺 时针 圆周 、 平逆 时 针 圆 水 水
Ｏ八 一 科 技
目标 航 迹 模 拟 器 的 设 计 与 实 现
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３ 模 拟 航 路 模 型 及 仿 真
，
ｉ ：
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本 文 主要 建立 了以下 几种 模拟 航路 模 型 ，下 面将 对 模 型 进行 详 细介 绍 。 ａ空问 匀加 速直 线飞行 航 线 １ 已知初 始 时刻点 在 雷达 测量 坐 标系 下 的极 坐标 为（ ， 。 Ａ， Ｅ）运 动 时间 为ｔ初 始速 度 Ｖ， 速度Ｏ，轴 方 向矢量 ，轴 方 向 ０ ， ， 加 ｆｘ ． ｙ
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目标 航 迹 模 拟 器 的 设 计 与 实 现
Ｏ八 一 科 技
目标航迹模拟器的设计与实现
岳 海 燕
李茂 斌
王 晓 芬
（ 器集 团火控技 术 中心 成 都 ６ １ ３ ） 兵 ｌ １ ７
摘
要 ： 了能 够更加 有效＝ ㈤ ＹＯ ㈤ ＝ Ｚｔ （＝ ）
ｎ （ 仅（ ｎ
＋Ｘｌ
＋Ｙ１
通过 上述 模型 ， 以求 出 时刻点 的坐标 ， 可 再将 计算 所得 的转换 成极 坐标 的形 式 。
ｃ空 间盘旋 飞行 航线 １ 空 问盘旋运 动包 括空 问Ｊ Ｈ 针盘旋 和 空问逆 时针 盘旋 。 ｌｅ ￣ ， 设逆 时针 时速 度为 正 ， 时针 时 顺 为 负 。已知初 始 时刻 点在 雷达 测量 坐标 系 下 的极坐 标 为（ 。Ａ ， ， 动 时问 为ｔ初 始线 速 Ｒ ， ０Ｅ 运 ， 度Ｖ， 直速 度 Ｖ ， 垂 向心 加速 度 ， 垂直 加速度仅 ， 始线速 度 在ｘ 方 向矢 量 ／Ｘ 在ｖ 方 向矢 初 轴 Ｘ， 轴 量 Ａｙ 其中Ｒ 表示 距离 ， ０ 示方 位角 ，。 ， 。 Ａ表 Ｅ 表示俯 仰角 ． 其参 数均 可改 变 。 同样 ， 先将雷 达洲 量坐 标 系 Ｆ初 始时 刻点 的极 坐标 （ Ａ ， 换 成雷 达测 量 坐标 系 首 Ｒ 。Ｅ 转
裂 目标 丢 失
１ 引 言
目标 航迹模 拟器 的作用 一般是 在雷 达没有 空 中 目标 的情 况下 ， 自行 模拟 生成 多个航 迹
数据 ， 以此来检验雷达系统中每个分系统的效能以及通过 比较航迹处理前后的航迹数据 ， 计 算 出航迹 处理 对发现 目标 的改善 程度 。 目标 航迹 模拟器 能够模 拟 多种飞行 目标 ； 该 能够 产生
｝ ＝ ． ＝ ： ７
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ｘ（）ｘ ＋ ｃ ｓｓ （ ａ２ ｓｓ ‘ ｔ＝ ０Ｖｔ 。ｉ ｐ 。 ｎ ＋ ｔ 。ｅｉ ｐ ｃ ｎ
Ｙ）０ｔＯ‘ ａ０ｉ （ＹＶｏｉ 吉ｔｓｎ ｔ ＋ｃｓ＋ ２ｅ‘ ＝ ｓｎ ｃｓ ｐ ｐ ｚ） ｔｅ ａｎ （ Ｖｎ｛ｃ０ ｔ ｓ＋ ２ ＝ ｉ ｓ ｉ
ｂ水 平 圆 周 飞 行 航 线 １
水 平 圆周 运动包 括水平 顺 时针 圆周 和水平 逆 时针 圆周 。 逆 时针 时速度 为正 ． 时针 时 设 顺
为负 。 已知初 始 时刻 点在 雷达 测量 坐标 系下 的极 坐标 为（ ， 。Ｅ）运 动时 间为 ｔ初 始 线速 Ａ ， ０， ， 度Ｖ， 心加 速度 ， 向 初始 线 速度 在ｘ 方 向矢 量 △Ｘ 在Ｙ 轴 ， 轴方 向矢量 Ａｙ 在 ｚ 方 向矢 量 △ｚ ， 轴 ， 其 中Ｒ 表示 距 离 ， 。 ｏ Ａ 表示 方位 角 ， 。 Ｅ表示 俯仰 角 ， 参 数均 可改 变 其
２ ／
）ｌ ） ＋ Ｘ Ｙ＝ｃ ｎＹ，Ｙ （ （ ｏＶ ｏ） ３ ｔ ＼ ） ｓ撇 ） 仅（ －＋ ） Ｙ Ｚｔ Ｚ＋ ｚ ｚ （＝ ｏＶ ｔ １ ｔ ） ＋ ２
＿ ＿
ｘ） 、撇 （ 。Ｖ ｎ １仅 ｓ （ ＝ｃ【
（ １ ）
根据 上述 模 型 ，分 别考虑 时 刻点在 三个 坐标 轴下 的分 量 。对 三个 坐标 分量 分别 进行 计
算 ， 出ｔ ／ 的 ｘ Ｙ ｚ ， 求 ０Ｙ ￣ｍ ］ ，，） 根据 雷 达系 统所 需 ， 以再 将 计 算所 得 的 ｘＹ ｚ转换 成 极 坐标 的 后 可 ，， ） 形式 （ Ａ， ） Ｒ， Ｅ 。
航 迹模 拟 器。 目标航 迹模 拟 器通 过各种 运动模 型算 法 生成 多种模拟 航路 ， 该 该航 迹 可在一 定 的时刻进行 分 裂或丢 失 。 同时将 生成 的点迹 存入文 件 ， 以便 为检 验 雷达 系
统 的 效 能 。 较 真 实模 拟 雷 迭 实 时 发 现 目标 的 过 程 。 过 目标 航 运 模 拟 器 的 人 机 界 比 通 面 能发 送 点 迹 及 预 览 模 拟 航 路 。 本 文 还 使 用ＭＡ Ａ ＴＬ Ｂ对 生 成 的航 路 进 行 仿 真 。 关 键 词 ： 目标 航 迹 模 拟 器 空 间 匀加 速 直 线 水 平 圆 周 空 间 盘 旋 目标 分
同样 可 以将 初始 时 刻点 的极 坐 标（ ｏＡ ， ｏ 换 成雷 达 测 量 坐标 系 下 的空 间 直 角坐 标 Ｒ ， 。Ｅ） 转 （ ｏＹ ，０ ｘ，０ ） ｚ 。由 已知条件 可得 圆心 的坐标（ Ｙ ， 其 中Ｚ－ ｏ ｘ ， Ｚ） （ Ｚ） 。 因此在 以雷 达为 中心 的空间直 角坐 标 系下 ， 平顺 时针 圆周 为 ： 水
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目标 航迹模 拟器 的设计 与实现
Ｏ八 一科技
下 的空间直 角坐标 （ｏＹ ，ｏ 由已知条 件 － ￣求 出圆 ， 轴 Ｘ ， 。ｚ） 。 ． － １ ｔ￣ｘ。 Ｘ 坐标 和ｙ 坐标 Ｙ 以及ｚ 坐标Ｚ 。 轴 轴 因此在 以雷达 为 中心 的空 间直 角坐 标 系下 ． 间顺 时 针盘 空 旋 的运 动模 型为 ：
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目标 航 迹 模 拟 器 的 设 计 与 实 现
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３ 模 拟 航 路 模 型 及 仿 真
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本 文 主要 建立 了以下 几种 模拟 航路 模 型 ，下 面将 对 模 型 进行 详 细介 绍 。 ａ空问 匀加 速直 线飞行 航 线 １ 已知初 始 时刻点 在 雷达 测量 坐 标系 下 的极 坐标 为（ ， 。 Ａ， Ｅ）运 动 时间 为ｔ初 始速 度 Ｖ， 速度Ｏ，轴 方 向矢量 ，轴 方 向 ０ ， ， 加 ｆｘ ． ｙ
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目标 航 迹 模 拟 器 的 设 计 与 实 现
Ｏ八 一 科 技
目标航迹模拟器的设计与实现
岳 海 燕
李茂 斌
王 晓 芬
（ 器集 团火控技 术 中心 成 都 ６ １ ３ ） 兵 ｌ １ ７
摘
要 ： 了能 够更加 有效＝ ㈤ ＹＯ ㈤ ＝ Ｚｔ （＝ ）
ｎ （ 仅（ ｎ
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通过 上述 模型 ， 以求 出 时刻点 的坐标 ， 可 再将 计算 所得 的转换 成极 坐标 的形 式 。
ｃ空 间盘旋 飞行 航线 １ 空 问盘旋运 动包 括空 问Ｊ Ｈ 针盘旋 和 空问逆 时针 盘旋 。 ｌｅ ￣ ， 设逆 时针 时速 度为 正 ， 时针 时 顺 为 负 。已知初 始 时刻 点在 雷达 测量 坐标 系 下 的极坐 标 为（ 。Ａ ， ， 动 时问 为ｔ初 始线 速 Ｒ ， ０Ｅ 运 ， 度Ｖ， 直速 度 Ｖ ， 垂 向心 加速 度 ， 垂直 加速度仅 ， 始线速 度 在ｘ 方 向矢 量 ／Ｘ 在ｖ 方 向矢 初 轴 Ｘ， 轴 量 Ａｙ 其中Ｒ 表示 距离 ， ０ 示方 位角 ，。 ， 。 Ａ表 Ｅ 表示俯 仰角 ． 其参 数均 可改 变 。 同样 ， 先将雷 达洲 量坐 标 系 Ｆ初 始时 刻点 的极 坐标 （ Ａ ， 换 成雷 达测 量 坐标 系 首 Ｒ 。Ｅ 转
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１ 引 言
目标 航迹模 拟器 的作用 一般是 在雷 达没有 空 中 目标 的情 况下 ， 自行 模拟 生成 多个航 迹
数据 ， 以此来检验雷达系统中每个分系统的效能以及通过 比较航迹处理前后的航迹数据 ， 计 算 出航迹 处理 对发现 目标 的改善 程度 。 目标 航迹 模拟器 能够模 拟 多种飞行 目标 ； 该 能够 产生
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ｂ水 平 圆 周 飞 行 航 线 １
水 平 圆周 运动包 括水平 顺 时针 圆周 和水平 逆 时针 圆周 。 逆 时针 时速度 为正 ． 时针 时 设 顺
为负 。 已知初 始 时刻 点在 雷达 测量 坐标 系下 的极 坐标 为（ ， 。Ｅ）运 动时 间为 ｔ初 始 线速 Ａ ， ０， ， 度Ｖ， 心加 速度 ， 向 初始 线 速度 在ｘ 方 向矢 量 △Ｘ 在Ｙ 轴 ， 轴方 向矢量 Ａｙ 在 ｚ 方 向矢 量 △ｚ ， 轴 ， 其 中Ｒ 表示 距 离 ， 。 ｏ Ａ 表示 方位 角 ， 。 Ｅ表示 俯仰 角 ， 参 数均 可改 变 其
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（ １ ）
根据 上述 模 型 ，分 别考虑 时 刻点在 三个 坐标 轴下 的分 量 。对 三个 坐标 分量 分别 进行 计
算 ， 出ｔ ／ 的 ｘ Ｙ ｚ ， 求 ０Ｙ ￣ｍ ］ ，，） 根据 雷 达系 统所 需 ， 以再 将 计 算所 得 的 ｘＹ ｚ转换 成 极 坐标 的 后 可 ，， ） 形式 （ Ａ， ） Ｒ， Ｅ 。
航 迹模 拟 器。 目标航 迹模 拟 器通 过各种 运动模 型算 法 生成 多种模拟 航路 ， 该 该航 迹 可在一 定 的时刻进行 分 裂或丢 失 。 同时将 生成 的点迹 存入文 件 ， 以便 为检 验 雷达 系
统 的 效 能 。 较 真 实模 拟 雷 迭 实 时 发 现 目标 的 过 程 。 过 目标 航 运 模 拟 器 的 人 机 界 比 通 面 能发 送 点 迹 及 预 览 模 拟 航 路 。 本 文 还 使 用ＭＡ Ａ ＴＬ Ｂ对 生 成 的航 路 进 行 仿 真 。 关 键 词 ： 目标 航 迹 模 拟 器 空 间 匀加 速 直 线 水 平 圆 周 空 间 盘 旋 目标 分
同样 可 以将 初始 时 刻点 的极 坐 标（ ｏＡ ， ｏ 换 成雷 达 测 量 坐标 系 下 的空 间 直 角坐 标 Ｒ ， 。Ｅ） 转 （ ｏＹ ，０ ｘ，０ ） ｚ 。由 已知条件 可得 圆心 的坐标（ Ｙ ， 其 中Ｚ－ ｏ ｘ ， Ｚ） （ Ｚ） 。 因此在 以雷 达为 中心 的空间直 角坐 标 系下 ， 平顺 时针 圆周 为 ： 水
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目标 航迹模 拟器 的设计 与实现
Ｏ八 一科技
下 的空间直 角坐标 （ｏＹ ，ｏ 由已知条 件 － ￣求 出圆 ， 轴 Ｘ ， 。ｚ） 。 ． － １ ｔ￣ｘ。 Ｘ 坐标 和ｙ 坐标 Ｙ 以及ｚ 坐标Ｚ 。 轴 轴 因此在 以雷达 为 中心 的空 间直 角坐 标 系下 ． 间顺 时 针盘 空 旋 的运 动模 型为 ：