基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.001

现代防御技术 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (5): 1-7.doi: 10.3969/j.issn.1009-086x.2022.05.001

• 特约稿 • 下一篇

基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法

唐毓燕¹, 江涌²

^1.北京电子工程总体研究所，北京 100854
^2.中国航天科工防御技术研究院，北京 100854

收稿日期:2022-09-13 修回日期:2022-09-28 出版日期:2022-10-28 发布日期:2022-11-03
作者简介:唐毓燕（1975-），中国航天第二研究院博士毕业，研究员。长期从事先进防御系统设计与研制工作，持续开展目标探测跟踪与识别技术研究，具有丰富的工程研制经验与扎实的系统技术基础。|江涌（1963-），中国科学院院士，航天工业部二院自控理论及应用专业研究生毕业，现任中国航天科工防御技术研究院技术负责人，研究员。长期从事飞行器总体及制导技术研究，主持多型先进防御装备研制，获国家科技进步特等奖及一等奖，何梁何利基金科学与技术进步奖。

An Approach of Optical Satellites Tracking an Extraatmospheric Vehicle Based on UKF

Yu-yan TANG¹, Yong JIANG²

^1.Beijing Institute of Electronic System Engineering，Beijing 100854，China
^2.The Defense Technology Research Academy of China Aerospace Science & Industry Corporation，Beijing 100854，China

Received:2022-09-13 Revised:2022-09-28 Online:2022-10-28 Published:2022-11-03

摘要/Abstract

摘要：

结合飞行器技术与探测跟踪技术的快速发展，针对飞行器星座探测跟踪应用背景，提出了一种基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法，解决了合理观测距离情况下对大气层外飞行器光学卫星高精度跟踪与30 s内速度估计误差快速收敛问题，仿真验证了算法的有效性及相较于EKF滤波一定程度的优越性。

关键词: 光学卫星, UKF滤波, 大气层外飞行器

Abstract:

With the rapid growth of the technologies of vehicles and tracking， this paper proposes an approach of optical satellites tracking an extraatmospheric vehicle based on unscented Kalman filter （UKF） under the background of satellite constellation tracking vehicles. It solves the problem of optical satellites tracking an extraatmospheric vehicle accurately and velocity estimation error converging rapidly within 30 s in the case of reasonable observation distance. The validity of this algorithm and relative superiority to EKF are verified by simulation.

Key words: optical satellites, unscented Kalman filter（UKF）, extraatmospheric vehicle

中图分类号:

TJ76

唐毓燕, 江涌. 基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 1-7.

Yu-yan TANG, Yong JIANG. An Approach of Optical Satellites Tracking an Extraatmospheric Vehicle Based on UKF[J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(5): 1-7.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图 6

参考文献 10

1	佘二永，徐学文. STSS星座空间覆盖性能分析方法研究［J］. 计算机仿真. 2010，27（6）： 103-106.
	SHE Er-yong， XU Xue-wen. Study on the Method of STSS Space Coverage Performance ［J］. Computer Simulation， 2010，27（6）： 103-106.
2	方艺忠. STSS 星座探测能力仿真分析［C］∥ 第14届中国系统仿真技术及其应用学术年会. 三亚， 2012： 236-238.
	FANG Yi-zhong.Simulation and Analysis of STSS Constellation Detection Capability［C］∥14th Chinese Conference on System Simulation Technology ＆ Application（CCSSTA’2012）. Sanya， 2012： 236-238.
3	SCHWARTZ L， STEAR E B. A Computational Comparison of Several Nonlinear Filters［J］. IEEE Transactions on Automatic Control， 1968， 13（1）： 83-86.
4	JAZWINSKI A H. Stochastic Processes and Filtering Theory［M］. New York： Academic Press INC.， 1970.
5	ALSPACK D L， SERENSON H W. Nonlinear Bayesian Estimation Using Gaussian Sum Approximations［J］. IEEE Transactions on Automatic Control， 1972， 17（9）： 439-448.
6	GILMAN A S， RHODES I B. Cone-bounded Nonlinear and Mean Square Bounds-Estimation Upper Bounds［J］. IEEE Transactions on Automatic Control， 1973， 18（6）： 260-265.
7	BRIDGEWATER A W. Analysis of Second and Third Order Steady-State Tracking Filters［C］∥ AGARD Conference Proceedings. Monterey， 1978： 252.
8	SONG T L.The Modified Gain Extended Kalman Filter and Parameter Identification in Linear System［J］. Automatica， 1986， 22（1）：59-75.
9	JULIER S J， UHLMANN J K. Unscented Filtering and Nonlinear Estimation［J］. Proceedings of the IEEE， 2004， 92（3）：401-422.
10	周宏仁. 机动目标当前统计模型与自适应跟踪算法［J］. 航空学报， 1983， 4（1）： 73-86.

[1]	谢雨希, 杨江平, 孙知建, 李逸源, 胡欣. 雷达装备故障原因知识图谱构建研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 114-121.
[2]	张琦, 周瑜, 张晓明, 迟明祎, 衣冰. 大视场红外经纬仪分区误差修正方法研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 133-139.
[3]	吴刚, 张科. 拦截大机动目标的有限时间收敛制导律[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 43-51.
[4]	李贵栋, 陆海英, 李志维, 韦世顺, 张欧. 一种改进的带角度约束最优制导律[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 52-58.
[5]	季军亮, 李龙跃, 杨小雷, 张微. 改进匈牙利法的多层反导协同作战目标分配模型[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 59-67.
[6]	张晓文, 郝志梅, 王强. 针对阵列雷达极化测量的极化干扰效果对比分析[J]. 现代防御技术, 2022, 50(5): 77-84.
[7]	刘思彤, 张占月, 刘达, 许益乔. 高超声速飞行器防御体系建设顶层构想[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 10-16.
[8]	郑建成, 谭贤四, 曲智国, 何文琳, 李志淮. 高超声速/常规巡航导弹预警探测特征比较[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 116-123.
[9]	刘丹丹, 唐毓燕, 原艳斌, 倪晓峰, 荆云建. 导弹装备健康管理系统的设计与应用[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 140-147.
[10]	刘朝琪, 文立华. 末端防空导弹发展现状及弹族架构方案分析[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 45-51.
[11]	张嘉伟, 王闯, 刘少波. 防空导弹反舰自适应起爆控制策略研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 52-61.
[12]	孙雪琪, 张锐. 基于轨迹跟踪预测的反HTV2中制导研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 62-72.
[13]	迟鑫鹏, 郑旺辉. 高海情舰载导弹发射安全区域仿真[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 73-83.
[14]	谢金松, 薛林, 高庆丰. 改进HHT算法在导弹工作模态辨识中的应用[J]. 现代防御技术, 2022, 50(3): 32-39.
[15]	李迎博, 谭黎立, 梁卓, 王凯旋, 潘彦鹏. 一种制导系统综合性能优化方法研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(3): 40-46.

基于UKF的大气层外飞行器光学卫星跟踪滤波方法

An Approach of Optical Satellites Tracking an Extraatmospheric Vehicle Based on UKF

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价