基于非线性滤波的再入式目标参数估计方法研究

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1、９硕士学位论文Ｉ參Ｉ基于非线性滤波的再入式目标参数估计方法義研究纖作者姓名高慧聪指导教师姓名、职称戴奉周副教授；；企业导师姓名、职称张怀根高级工程师Ｉ申请学位类别工程硕士学校代码１０７０１学号１５０２１２１１８２分类号ＴＮ９５密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于非线性滤波的再入式目标参数估计方法研宄作者姓名：高慧聪领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士指导教师姓名、职称：戴奉周副教授企业导师姓名、职称：张怀根高级工程师学院：电子工程学院

2、提交日期：２０１８年６月ResearchonParameterEstimationofReentryTargetbasedonNonlinearFilteringAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByGaoHuicongSupervisor:DaiFengzhouTitle:AssociateProfes

3、sorSupervisor:ZhangHuaigenTitle:SeniorEngineerJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果ａ尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工。与我作的同事对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

4、一学位论文若有不实之处。，本人承担切法律责任１０＾本人签名：髮＞私日期：＾＿烏西安电子学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文，的复印件允许查阅、借阅论文，允；学校可以公布论文的全部或部分内容许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文，署名单位为西安电子科技大学。、发明专利等成果保密的学位论文在。＿年解密后适用本授

5、权书本人签名：导师签名：．Ｍ＇！＞、１〇７：Ｕ期：日期Ｌ２０摘要摘要在现代战争中，弹道导弹无疑是极具威慑力的武器之一。随着各国对弹道导弹的大力发展，对其进行防御拦截的任务也愈加重大。弹道导弹的防御系统在我国的国防领域中占有重要的地位。在整个防御过程中，对目标的预警探测是关键的一环，能否成功识别空间中的弹道目标决定着后续拦截工作的成败。因此在弹道导弹的中段及再入段通过估计目标的特征参数对其进行识别是具有很大研究意义的。本文主要研究了利用非线性滤波技术来实现对再入段目标的质阻比估计及中段目标的微多普勒频率的提取。论文

6、的主要工作内容总结如下：1.建立了再入目标在再入段的运动模型。介绍了目标跟踪中常用的几种坐标系及其相互转换关系。在此基础上，利用动力学知识构建了再入目标的状态转移模型和测量模型。对质阻比的概念进行了阐述，并对其估计方法进行了介绍。分析了不同质阻比的目标其运动特性的差异。结合了雷达的测量误差模型分析了误差对目标的运动状态的影响。2.研究了卡尔曼滤波框架下的两种非线性滤波方法：扩展卡尔曼滤波算法（EKF）和无迹卡尔曼滤波算法（UKF）。并将这两种方法应用于再入目标的质阻比估计中，分析了不同质阻比目标其收敛高度的不同。针对EKF和UKF在强

7、非线性条件下估计精度不高，收敛速度不够快的问题，提出了一种基于无迹粒子滤波（UPF）的质阻比估计方法。通过改善UPF中权值计算的方法，消除了递推估计中出现的数值敏感问题。分别对比三种非线性滤波方法对质阻比估计的效果，分析得出UPF在面对强非线性问题时有更优良的表现。3.以空间锥体为目标，分析了自旋和进动的微动特性。介绍了常用的时频分析方法。研究了一种基于粒子滤波的微动多普勒频率曲线提取方法。首先建立了具体的状态转移模型，分析得出由于存在二阶状态需要采用二阶粒子滤波的方法来进行估计。根据测量模型，利用检测前跟踪的思想用似然比函数来代替似

8、然函数建立了状态更新模型。最后给出了实现的步骤，完成了对微多普勒正弦频率曲线的提取。关键词：再入目标，质阻比，微多普勒，扩展卡尔曼滤波，无迹卡尔曼滤波，无迹粒子滤波IABSTRACTABSTRACTInmodernwar