一种基于天基测量的运载火箭弹道估计方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114993341A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210929733.8G06F17/10(2006.01)(22)申请日2022.08.04G06F17/18(2006.01)(71)申请人东方空间技术（北京）有限公司地址100176北京市北京经济技术开发区地盛北街1号院40号楼12B层12B03室申请人东方空间技术（山东）有限公司东方空间（西安）宇航技术有限公司(72)发明人程瑞布向伟于继超戴龙鹏吴考马旭(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师张萍(51)Int.Cl.G01C23/00(2006.01)G01C1/00(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称一种基于天基测量的运载火箭弹道估计方法及装置(57)摘要本申请提供了一种基于天基测量的运载火箭弹道估计方法及装置，涉及火箭弹道估计技术领域，包括：根据当前时刻的卫星对目标运载火箭的测量数据,计算得到当前时刻的目标观测值;基于当前时刻的每个运动模型的目标状态估计值及模型概率，计算每个运动模型的目标混合状态估计值及协方差估计值；使用滤波器对当前时刻的每个运动模型的目标混合状态估计值及协方差估计值，以及当前时刻的目标观测向量进行滤波处理，得到下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值及协方差估计值；基于下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值以及模型概率，计算得到下一时刻的目标状态估计值和总体协方差估计值。本申请通过天基测量实现了运载火箭弹道的高精度估计。CN114993341ACN114993341A权利要求书1/4页1.一种基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，包括：获取当前时刻的卫星对目标运载火箭的测量数据，所述测量数据包括：距离、相对俯仰角和相对方位角；根据当前时刻的卫星对目标运载火箭的测量数据,计算得到当前时刻的目标观测值;基于当前时刻的每个运动模型的目标状态估计值及模型概率，计算当前时刻的每个运动模型的目标混合状态估计值及协方差估计值；使用滤波器对当前时刻的每个运动模型的目标混合状态估计值及协方差估计值，以及当前时刻的目标观测向量进行滤波处理，得到下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值及协方差估计值；利用下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值以及当前时刻的目标观测值，计算下一时刻的每个运动模型的模型概率；基于下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值以及模型概率，计算得到下一时刻的目标状态估计值和总体协方差估计值。2.根据权利要求1所述的基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，获取当前时刻的卫星对目标运载火箭的测量数据之后还包括：步骤S1：计算距离残差序列：其中，为时刻的距离值；表示当时时刻；步骤S2：判断是否成立，其中，为…和的均值，为这次量测的方差,为阈值，若成立，则上一时刻到当前时刻的距离增量为：步骤S3：计算两个变量和：若，则当前时刻的距离值为有效值，为阈值；若,且，为阈值，则当前时刻的距离值为野值，此时当前时刻距离的预测值为：用更新当时时刻的距离值；若,且，进入步骤S4；步骤S4：令参数，判断是否成立，若成立，则当前时刻的距离值为有效值，否则当前时刻的距离值为野值，此时当前时刻距离的预测值为：用更新当时时刻的距离值。3.根据权利要求1所述的基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，当目标2CN114993341A权利要求书2/4页运载火箭为合作的运载火箭，则运动模型的个数和运动模型的类型是预先确定的；当目标运载火箭为非合作的运载火箭，则运动模型的个数为运动模型库中的运动模型的个数。4.根据权利要求1所述的基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，基于当前时刻的每个运动模型的目标状态估计值及模型概率，计算当前时刻的每个运动模型的目标混合状态估计值及协方差估计值；包括：获取当前时刻的第个运动模型的目标状态估计值及模型概率，表示当时时刻；计算第个运动模型的预测概率：其中,表示目标运载火箭从第个运动模型转移到第个运动模型的转移概率；为运动模型的个数；则第个运动模型到第个运动模型之间的混合概率为：第个运动模型的混合状态估计为：第个运动模型的混合协方差估计为：。5.根据权利要求1所述的基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，所述滤波器为卡尔曼滤波器、高斯‑牛顿滤波器、扩展卡尔曼滤波器、无迹卡尔曼滤波器、粒子滤波器或容积卡尔曼滤波器。6.根据权利要求4所述的基于天基测量的运载火箭弹道估计方法，其特征在于，利用下一时刻的每个运动模型的目标状态估计值以及当前时刻的目标观测值，计算下一时刻的每个运动模型的模型概率；包括：计算第个运动模型的似然函数：3CN114993341A权利要求书3