[发明专利]惯性飞行弹道反推方法及装置

说明书

本发明公开了一种惯性飞行弹道反推方法及装置，包括获取弹道数据；确定弹箭特征参数和弹道参数；根据获取的弹道数据，对弹道参数进行辨识；根据辨识后的参数，通过降阶刚体弹道方程对弹道进行反推计算，获得飞行弹道起点。测量长度越长，计算精度约高，当弹箭特征参数较准确时，反推结果误差最小，反算射程误差≤3‰，当特征参数存在误差时精度稍差，仍能满足使用要求，该方法能够基于雷达末端数据准确进行弹道反算，对雷达测量长度依赖小，具有一定通用性。

技术领域

本发明涉弹道反推弹道起点的技术领域，具体涉及一种惯性飞行弹道反推方法及装置。

背景技术

弹道反推是指利用雷达探测数据通过算法求取弹道起点的过程，弹道反推算法是炮兵侦察校射雷达软件系统的关键技术之一，当前弹道反推算法主要包括两大类，一是基于弹道模型的估计算法，二是基于先验样本的机器学习算法。

基于弹道模型的估计算法，其原理是以弹道段上的某点为初始点向弹道起点方向进行弹道积分，当积分至弹道高为给定值时停止，得出结果。步骤为：1.通过雷达获取弹道数据；2.采用卡尔曼滤波等方法进行滤波处理以获取滤波后的弹道数据；3.采用质点弹道模型，对弹道参数进行估计，一般只考虑弹道系数；4.进行弹道推算。

基于先验样本的机器学习算法由于受实际弹道样本的限制，导致外推模型的实用性不高。

在传统的基于弹道模型的估计算法中，采用质点弹道模型，该模型计算简单，所需弹箭参数较少，但依赖较大的雷达观测数据量，而且无法有效推算弹道横偏，这在未知弹道较短的情况下(通常外推时间不大于1秒)，能够提供较高的精度。对于雷达观测量较少、未知弹道较长的推算(外推时间大于1.5秒)，该方法推算误差就会很大。当前，弹丸隐蔽技术不断发展，无法获取充分雷达数据的情况将越来越多，针对少量测试数据下的推算，尚无系统有效的应用方法，难以获得有效的推算结果。

本发明旨在解决在雷达测量数据不充分甚至仅有少量数据的情况下，如何有效推算弹道起点的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种惯性飞行弹道反推方法，属于基于弹道模型的估计算法，在传统方法上，增加了参数辨识步骤，并采用了更精确的降阶刚体弹道模型，计算结果更为准确。其基本原理是在雷达观测数据的基础上，通过少量的弹道测量数据对弹道参数进行辨识，获取较为准确的弹道参数，并采用改进的递推平均滤波算法解决计算中的发散问题，最终获取更准确的结果。步骤为：获取非充分观测数据，弹箭特征参数和弹道参数确定，参数辨识，弹道反推计算，得到结果。其中在参数辨识和弹道反推计算中需用改进的递推平均滤波算法进行参数滤波处理。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种惯性飞行弹道反推方法，包括：

获取弹道数据；

确定弹箭特征参数和弹道参数；

根据获取的弹道数据，对弹道参数进行辨识；

根据辨识后的参数，通过降阶刚体弹道方程对弹道进行反推计算，获得飞行弹道起点。

进一步的，获取弹道数据，具体包括：

将已获取的雷达数据，进行卡尔曼滤波处理，

其中，雷达数据包括弹丸空间三维坐标、弹丸速度(v_x，v_y，v_z)；

通过雷达观测信号，进行初步判断弹箭种类。

进一步的，确定弹箭特征参数和弹道参数，具体包括：

获取弹箭特征参数和弹道计算初始值，

其中，弹箭特征参数包括弹径、弹长、弹重、转动惯量和气动参数，

弹道参数包括符合系数和弹道中初始点的参数，