捷聯成像尋的系統(tǒng)制導信息處理方法研究.pdf

1、捷聯成像尋的器具有結構簡單、可靠性和性價比高等優(yōu)點，且其體積小、重量輕、對視線跟蹤能力不再受到萬向支架機電控制性能的約束，更有利于提高飛控系統(tǒng)的性能，已成為導彈導引系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢之一。然而，由于捷聯成像尋的器的光學探測系統(tǒng)固聯于彈體上，探測基準和工作方式的改變致使傳統(tǒng)制導信息處理方法難以直接適用。針對捷聯成像尋的器的工作特點，研究適合其應用的制導信息處理方法，具有重要的理論意義和實際工程價值。對此，本文針對捷聯成像尋的系統(tǒng)的制導信息

2、處理問題，進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，深入分析了捷聯式尋的器的工作機理和特點，建立了捷聯成像尋的器的圖像運動模型和彈體姿態(tài)運動的像移補償模型，為開展捷聯成像尋的制導系統(tǒng)的論文研究奠定了基礎；
　　2.針對捷聯成像尋的系統(tǒng)的運動目標檢測問題，基于圖像序列三維時空頻域運動能量的提取機理，提出一種基于分解頻域的運動目標檢測算法。該算法繼承了時空頻域運動檢測算法對背景配準誤差和圖像噪聲等因素所形

3、成的偽運動信息所具備的良好魯棒性，同時通過降低信號處理維數，簡化了時空頻域濾波器的設計難度，為解決捷聯成像尋的系統(tǒng)的運動目標檢測問題，提供了一種新穎有效的處理途徑；
　　3.對捷聯成像尋的系統(tǒng)的相關跟蹤問題進行了深入研究，在建立目標幀間運動模型的基礎上，給出了基于Sigma點卡爾曼濾波(SPKF)的相關跟蹤算法。SPKF是一種新穎的非線性濾波技術，具有估計精度高，收斂速度快，無需求導等特點。SPKF相關跟蹤算法結合捷聯成像尋的器的

4、工作特點，充分利用SPKF在處理非線性估計問題上的優(yōu)勢，有效解決了捷聯成像尋的器相關跟蹤中的自適應波門設置與目標位置估計問題；
　　4.為了進一步提高捷聯成像尋的系統(tǒng)相關跟蹤中的目標定位精度，深入研究了相關跟蹤中的模板更新問題，給出了改進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，在克服目標圖像形變對相關匹配精度影響的同時，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的一致性，有效克服了目標圖像形變和模

5、板漂移對跟蹤精度的影響；
　　5.針對捷聯成像尋的系統(tǒng)的慣性視線重構問題，詳細分析了彈體姿態(tài)的解耦方法，并在此基礎上提出基于自適應SPKF的慣性視線重構方法。捷聯成像尋的器慣性視線重構的關鍵在于精確實現對彈體姿態(tài)運動的解耦及對各噪聲成分的有效濾除。論文結合時變噪聲統(tǒng)計估值方法和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合估計方法，為捷聯成像尋的器慣性視線及慣性視線轉率的精確重構，開辟了一條新的處理途徑；
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6、.分析了捷聯成像尋的系統(tǒng)中存在的主要誤差源，及其在制導信息處理過程中的傳遞特性，并針對捷聯成像尋的系統(tǒng)體視線和彈體姿態(tài)到慣性視線的非線性映射關系，建立了慣性視線重構的誤差傳遞模型，通過對誤差傳遞增益的范數分析，討論了彈目相對位置和彈體姿態(tài)對慣性視線重構精度的影響。
　　綜上所述，全文緊密圍繞捷聯成像尋的系統(tǒng)的制導信息處理問題，對其運動目標檢測、相關跟蹤、慣性視線信息重構以及制導信息處理中的誤差傳遞問題進行了較為深入的研究，并通過計