捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)制導(dǎo)信息處理方法研究.pdf

1、捷聯(lián)成像尋的器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，且其體積小、重量輕、對(duì)視線跟蹤能力不再受到萬(wàn)向支架機(jī)電控制性能的約束，更有利于提高飛控系統(tǒng)的性能，已成為導(dǎo)彈導(dǎo)引系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。然而，由于捷聯(lián)成像尋的器的光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)固聯(lián)于彈體上，探測(cè)基準(zhǔn)和工作方式的改變致使傳統(tǒng)制導(dǎo)信息處理方法難以直接適用。針對(duì)捷聯(lián)成像尋的器的工作特點(diǎn)，研究適合其應(yīng)用的制導(dǎo)信息處理方法，具有重要的理論意義和實(shí)際工程價(jià)值。對(duì)此，本文針對(duì)捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的制導(dǎo)信息

2、處理問題，進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　1.通過與傳統(tǒng)常平架式尋的器的比較，深入分析了捷聯(lián)式尋的器的工作機(jī)理和特點(diǎn)，建立了捷聯(lián)成像尋的器的圖像運(yùn)動(dòng)模型和彈體姿態(tài)運(yùn)動(dòng)的像移補(bǔ)償模型，為開展捷聯(lián)成像尋的制導(dǎo)系統(tǒng)的論文研究奠定了基礎(chǔ)；
　　2.針對(duì)捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)問題，基于圖像序列三維時(shí)空頻域運(yùn)動(dòng)能量的提取機(jī)理，提出一種基于分解頻域的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法。該算法繼承了時(shí)空頻域運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法對(duì)背景配準(zhǔn)誤差和圖像噪聲等因素所形

3、成的偽運(yùn)動(dòng)信息所具備的良好魯棒性，同時(shí)通過降低信號(hào)處理維數(shù)，簡(jiǎn)化了時(shí)空頻域?yàn)V波器的設(shè)計(jì)難度，為解決捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)問題，提供了一種新穎有效的處理途徑；
　　3.對(duì)捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的相關(guān)跟蹤問題進(jìn)行了深入研究，在建立目標(biāo)幀間運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，給出了基于Sigma點(diǎn)卡爾曼濾波(SPKF)的相關(guān)跟蹤算法。SPKF是一種新穎的非線性濾波技術(shù)，具有估計(jì)精度高，收斂速度快，無(wú)需求導(dǎo)等特點(diǎn)。SPKF相關(guān)跟蹤算法結(jié)合捷聯(lián)成像尋的器的

4、工作特點(diǎn)，充分利用SPKF在處理非線性估計(jì)問題上的優(yōu)勢(shì)，有效解決了捷聯(lián)成像尋的器相關(guān)跟蹤中的自適應(yīng)波門設(shè)置與目標(biāo)位置估計(jì)問題；
　　4.為了進(jìn)一步提高捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)相關(guān)跟蹤中的目標(biāo)定位精度，深入研究了相關(guān)跟蹤中的模板更新問題，給出了改進(jìn)變尺寸模板更新策略。該策略通過基于最佳匹配原則的兩次尋優(yōu)過程，在克服目標(biāo)圖像形變對(duì)相關(guān)匹配精度影響的同時(shí)，校正模板更新中的匹配誤差，從而保證模板更新過程中跟蹤點(diǎn)的一致性，有效克服了目標(biāo)圖像形變和模

5、板漂移對(duì)跟蹤精度的影響；
　　5.針對(duì)捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的慣性視線重構(gòu)問題，詳細(xì)分析了彈體姿態(tài)的解耦方法，并在此基礎(chǔ)上提出基于自適應(yīng)SPKF的慣性視線重構(gòu)方法。捷聯(lián)成像尋的器慣性視線重構(gòu)的關(guān)鍵在于精確實(shí)現(xiàn)對(duì)彈體姿態(tài)運(yùn)動(dòng)的解耦及對(duì)各噪聲成分的有效濾除。論文結(jié)合時(shí)變?cè)肼暯y(tǒng)計(jì)估值方法和SPKF非線性濾波理論，給出了彈體姿態(tài)與慣性視線信息的聯(lián)合估計(jì)方法，為捷聯(lián)成像尋的器慣性視線及慣性視線轉(zhuǎn)率的精確重構(gòu)，開辟了一條新的處理途徑；
　　6

6、.分析了捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)中存在的主要誤差源，及其在制導(dǎo)信息處理過程中的傳遞特性，并針對(duì)捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)體視線和彈體姿態(tài)到慣性視線的非線性映射關(guān)系，建立了慣性視線重構(gòu)的誤差傳遞模型，通過對(duì)誤差傳遞增益的范數(shù)分析，討論了彈目相對(duì)位置和彈體姿態(tài)對(duì)慣性視線重構(gòu)精度的影響。
　　綜上所述，全文緊密圍繞捷聯(lián)成像尋的系統(tǒng)的制導(dǎo)信息處理問題，對(duì)其運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、相關(guān)跟蹤、慣性視線信息重構(gòu)以及制導(dǎo)信息處理中的誤差傳遞問題進(jìn)行了較為深入的研究，并通過計(jì)