Aiming Error Estimation Method Using Interactive Multiple Model with Equality Constraint

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2025.06.009

Abstract

Abstract:

To address the significant deviations between actual and theoretical aiming error values of the radar radome， which are difficult to compensate for precisely using ground data， this paper proposed a multi-model filtering algorithm. Considering the distribution differences of aiming error due to line-of-sight angle dispersion of the seeker body， the paper analyzed the characteristics of low-speed ground motion targets and employed an interactive multi-model approach combined with the measurement-augmented unscented Kalman filter algorithm to improve the accuracy of aiming error estimation. During the terminal guidance phase， the line-of-sight angle of the seeker body gradually decreased. This method processed large-angle data to identify target motion and then small-angle data to estimate aiming error in real time. Simulation results indicate that the proposed algorithm is an effective approach for estimating aiming error under equality constraints， significantly improving estimation accuracy compared to traditional methods.

Key words: radome aiming error, interactive multi-model, unscented Kalman filter（UKF）, equality constraint, state estimation

摘要：

针对雷达天线罩瞄准误差实际值相对理论值偏差散布大，难以通过地面数据精确补偿的问题，提出了一种多模型滤波算法。考虑瞄准误差随导引头体视线角分布差异，分析地面低速运动目标特性，采用交互多模型方法结合量测增广的无迹卡尔曼滤波算法提高瞄准误差估计精度。末制导阶段导引头体视线角由大至小转变，该方法先处理大视角量测数据，判别目标运动状态；再处理小视角量测数据，实时估计瞄准误差。仿真结果表明，所提算法是考虑等式约束情况下估计瞄准误差的有效手段，在估计精度方面与传统方法相比有较大提高。

关键词: 天线罩瞄准误差, 交互多模型, 无迹卡尔曼滤波, 等式约束, 状态估计

CLC Number:

TJ765

Yang LIU, Renjie WANG, Guiqing YANG. Aiming Error Estimation Method Using Interactive Multiple Model with Equality Constraint[J]. Modern Defense Technology, 2025, 53(6): 82-90.

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Figures/Tables 10

Fig. 1 Radome aiming error

Fig. 2 Aiming error envelope

Fig. 3 Error distribution for terminal guidance

Fig. 4 Flowchart of IMM + MAUKF

Table 1 Missile states at initial moment of terminal guidance

弹道参数	数值
$x M (t 0) / m$	0
$y M (t 0) / m$	15 000
$z M (t 0) / m$	0
$v M (t 0) / (m ⋅ s - 1)$	900
$θ ε (t 0) / (°)$	10
$θ β (t 0) / (°)$	5
$ϑ (t 0) / (°)$	9
$ψ (t 0) / (°)$	-0.7
$γ (t 0) / (°)$	0

Table 1 Missile states at initial moment of terminal guidance

弹道参数	数值
$x M (t 0) / m$	0
$y M (t 0) / m$	15 000
$z M (t 0) / m$	0
$v M (t 0) / (m ⋅ s - 1)$	900
$θ ε (t 0) / (°)$	10
$θ β (t 0) / (°)$	5
$ϑ (t 0) / (°)$	9
$ψ (t 0) / (°)$	-0.7
$γ (t 0) / (°)$	0

Fig. 5 Target motion mode estimation

Fig. 6 Root mean square error of target state

Fig. 7 Aiming error estimation

Fig. 8 Line-of-sight angle compensation

Fig. 9 Compensation ballistic trajectory

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