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雷达探测高超声速目标分区搜索资源优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 29-37页

作者：郑建成李志淮曲智国喻晨龙空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95246部队广西南宁530007 空军预警学院雷达士官学校湖北武汉430300

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题,设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法.首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响,指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索场景... 详细信息

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题,设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法.首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响,指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索场景;然后以累积探测距离作为雷达搜索任务质量的度量指标并映射至效益函数,建立分区搜索资源优化的数学模型;最后对设计方法的有效性进行仿真验证.结果表明:当给定分区同时搜索的任务优先级时,中远程、近程搜索区域均可达最大搜索任务质量;而远程搜索区域当任务效益值仅为0.55时,其搜索任务质量仍可达效益最大时搜索任务质量的86%.当雷达搜索资源使用受限时,设计的灵活搜索方法可有效应对具备多种来袭样式的高超声速目标威胁.

关键词：相控阵雷达高超声速目标任务质量分区搜索资源优化

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临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法

宇航学报 2019年第6期40卷 636-645页

作者：喻晨龙谭贤四曲智国王红谢非空军预警学院防空预警装备系武汉430019 长江勘测规划设计研究院武汉430019

为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,提出了一种双通道并行跟踪算法。首先对比分析了目标的弹道轨迹,目标角度域参数相比位置域参数存在更显著的变化规律,为了在雷达测量直角坐标系下跟踪,采用倾角和方位角代替航迹倾角和航向... 详细信息

为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,提出了一种双通道并行跟踪算法。首先对比分析了目标的弹道轨迹,目标角度域参数相比位置域参数存在更显著的变化规律,为了在雷达测量直角坐标系下跟踪,采用倾角和方位角代替航迹倾角和航向角,将倾角变化率和方位角变化率描述成零均值正弦自相关随机过程,分别建立了纵向通道和横向通道的角度域模型。然后将目标轨迹分解到纵向观测平面和横向观测平面,通过量测数据预处理、双通道并行滤波、输出状态合并,实现目标的三维跟踪。最后通过仿真实验设置了算法中两个通道的机动模型的参数,分析了过程噪声对跟踪精度的影响,仿真结果表明,与现有的临近空间高超声速目标跟踪算法相比,该算法具有较高的跟踪精度。

关键词：临近空间高超声速滑翔目标跟踪倾角方位角并行

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临近空间高超声速目标探测系统构建探究

飞航导弹 2015年第12期 6-9,15页

作者：喻晨龙谭贤四王红曲智国空军预警学院

为了应对日益严峻的临近空间威胁,必须在现有装备基础上发展和建立新型武器防御系统。文章首先分析了美俄临近空间高超声速飞行器发展脉络,然后分析了现有防空反导预警系统的能力欠缺,最后从天基、空基、陆基、海基、新型手段五个方面... 详细信息

为了应对日益严峻的临近空间威胁,必须在现有装备基础上发展和建立新型武器防御系统。文章首先分析了美俄临近空间高超声速飞行器发展脉络,然后分析了现有防空反导预警系统的能力欠缺,最后从天基、空基、陆基、海基、新型手段五个方面阐述了临近空间高超声速目标探测系统构建问题。

关键词：临近空间高超声速目标探测系统

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一种相控阵雷达搜索参数设计策略

航空学报 2023年第16期44卷 258-268页

作者：郑建成曲智国谭贤四李志淮朱刚喻晨龙空军预警学院防空预警装备系武汉430019 中国人民解放军95246部队南宁530007 空军预警学院雷达士官学校武汉430300

为实现相控阵雷达探测高超声速目标最远发现距离尽可能大,设计了一种基于改进告警-确认检测方法的搜索参数优化策略。首先根据雷达原理和目标特性指出搜索参数优化需求,分析告警-确认检测基本原理并给出考虑搜索空域内新目标平均出现率... 详细信息

为实现相控阵雷达探测高超声速目标最远发现距离尽可能大,设计了一种基于改进告警-确认检测方法的搜索参数优化策略。首先根据雷达原理和目标特性指出搜索参数优化需求,分析告警-确认检测基本原理并给出考虑搜索空域内新目标平均出现率的帧时间计算公式,然后以每个波位的告警检测与确认检测的驻留时间和虚警概率为优化变量、以最大化最远发现距离为目标函数建立搜索参数优化数学模型并给出求解步骤,最后对设计方法的有效性进行仿真验证。结果表明,在总虚警概率和每个位置允许的最大驻留时间双重约束下,设计的搜索参数优化策略可以较短的帧时间获得较大的最远发现距离。跟踪负载相同时,设计的搜索参数优化策略优于均匀搜索方法和告警-确认检测方法。

关键词：相控阵雷达高超声速目标告警-确认检测帧时间累积探测距离

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临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型

电子学报 2018年第9期46卷 2212-2221页

作者：李凡熊家军李冰洋兰旭辉喻晨龙叶泽浩空军预警学院研究生大队湖北武汉430019 空军预警学院四系湖北武汉430019 武汉船舶职业技术学院机械工程学院湖北武汉430050

针对临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪问题,在分析目标运动特性的基础上提出了一种二阶时间相关的新型机动跟踪模型,该模型的核心是将加速度作为具有衰减振荡自相关的零均值随机过程,并据此构建了跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目... 详细信息

针对临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪问题,在分析目标运动特性的基础上提出了一种二阶时间相关的新型机动跟踪模型,该模型的核心是将加速度作为具有衰减振荡自相关的零均值随机过程,并据此构建了跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标的状态方程;为进一步分析模型的运动适应性,结合卡尔曼滤波算法推导了模型的系统动态误差稳态值,从模型参数取值的角度探讨了模型的适应性问题;为提高模型参数设计的合理性,分析了模型中两个参数的对应关系,并给出了参数设计的大致参考区间.理论分析表明,模型具备周期性与衰减性的统一,在短时间内主要表现为周期性,在长时间内主要表现为指数衰减性,这一特性提高了对临近空间高超声速跳跃式滑翔运动描述的合理性,此外,该模型跟踪临近空间高超声速跳跃式滑翔目标时的参数理论取值具有较低的系统动态误差稳态值.仿真实验表明与已有的临近空间高超声速目标单噪声机动模型相比,该模型具有较高的跟踪精度;并通过比较不同参数下的仿真结果一定程度说明了参数取值方法的合理性.

关键词：临近空间高超声速飞行器目标跟踪机动模型卡尔曼滤波系统动态误差

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基于参考椭球的高超声速滑翔飞行器弹道仿真

计算机仿真 2020年第10期37卷 18-23,28页

作者：冯耀王红曲智国喻晨龙空军预警学院湖北武汉430019 95980部队湖北襄阳441000

高超声速滑翔飞行器独特的运动特性给反导预警系统带来巨大挑战,为更加精确地对其弹道进行描述,基于地球的参考椭球模型,分别推导出高超声速滑翔飞行器处于滑翔段时的动力学和运动学方程组,最后对其进行弹道仿真并与基于地球圆球假设的... 详细信息

高超声速滑翔飞行器独特的运动特性给反导预警系统带来巨大挑战,为更加精确地对其弹道进行描述,基于地球的参考椭球模型,分别推导出高超声速滑翔飞行器处于滑翔段时的动力学和运动学方程组,最后对其进行弹道仿真并与基于地球圆球假设的弹道进行对比。仿真结果表明,弹道各参数在两种假设条件下有着不同程度的随时间增大的误差,针对长时间远距离飞行的高超声速滑翔飞行器的稳定跟踪及弹道估计等问题,建议采用文中建立的运动方程进行弹道仿真。

关键词：参考椭球高超声速滑翔飞行器弹道仿真运动方程组误差

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高超声速目标运动特性及其对预警系统的影响

兵器装备工程学报 2023年第1期44卷 66-72页

作者：郑建成谭贤四曲智国喻晨龙空军预警学院三系武汉430019 中国人民解放军95246部队南宁530007

在建立高超声速目标运动模型的基础上,采用定量比较的方式分析其与弹道导弹的飞行路径、飞行时间和机动能力,以利于对目标进行预警探测。分析表明,典型参数条件下高超声速滑翔飞行器大气层内相对低空飞行,飞行时间比弹道导弹慢数分钟,... 详细信息

在建立高超声速目标运动模型的基础上,采用定量比较的方式分析其与弹道导弹的飞行路径、飞行时间和机动能力,以利于对目标进行预警探测。分析表明,典型参数条件下高超声速滑翔飞行器大气层内相对低空飞行,飞行时间比弹道导弹慢数分钟,但横向机动范围达数千公里,使对其全程探测、搜索捕获和轨迹预测困难。分析结果可为反临预警体系建设提供技术支撑。

关键词：高超声速滑翔飞行器弹道导弹运动特性定量比较预警体系

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临近空间高超声速目标自适应采样跟踪算法

现代防御技术 2016年第6期44卷 102-108页

作者：李凡毕红葵段敏喻晨龙空军预警学院研究生管理大队湖北武汉430019 空军预警学院湖北武汉430019

针对传统自适应采样跟踪准则只适用单一模型且采样率稳定性差的问题,提出一种基于相对机动强度(relative maneuvering strength,RMS)的自适应采样交互多模型(interacting multiple model,IMM)算法。该算法构建了机动灵敏的主导因子;将... 详细信息

针对传统自适应采样跟踪准则只适用单一模型且采样率稳定性差的问题,提出一种基于相对机动强度(relative maneuvering strength,RMS)的自适应采样交互多模型(interacting multiple model,IMM)算法。该算法构建了机动灵敏的主导因子;将期望协方差与实际协方差的偏差与门限值进行比较来修正指数参数,在保证跟踪精度恒定的同时降低资源消耗;考虑到采样率稳定性因素,引入平滑因子,设计线性形式自适应采样率公式。通过仿真试验对比,结果表明3种对比算法跟踪精度相近,新算法采样点数少,采样率突变点少。以此验证了新算法在跟踪数据率和采样率稳定性方面的优越性。

关键词：临近空间高超声速目标自适应采样相对机动强度交互多模型跟踪数据率

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基于序列二次规划的粒子滤波算法

现代雷达 2016年第9期38卷 50-56页

作者：李凡毕红葵段敏喻晨龙丰骁空军预警学院研究生管理大队武汉430019 空军预警学院陆基预警监视装备系武汉430019

针对传统粒子滤波(PF)没有引入当前信息,并存在粒子退化的问题,提出了一种基于序列二次规划(SQP)多级优化的PF算法。首先,基于残差分布特性采用置信区间剔除较大偏差粒子,调整粒子权值分布;然后,将重采样后的粒子映射到集合U,根据集合U... 详细信息

针对传统粒子滤波(PF)没有引入当前信息,并存在粒子退化的问题,提出了一种基于序列二次规划(SQP)多级优化的PF算法。首先,基于残差分布特性采用置信区间剔除较大偏差粒子,调整粒子权值分布;然后,将重采样后的粒子映射到集合U,根据集合U中各粒子复制次数建立多级优化模型,通过SQP求解模型的参数值,当前后两级模型优化参数差异小于门限时,输出最后一级优化参数为滤波结果;最后,为防止过度采样导致粒子退化,利用滤波值及其协方差采样新粒子。仿真实验表明:SQP-PF算法在跟踪精度,粒子多样性方面优于传统PF算法。

关键词：粒子滤波序列二次规划多级优化置信区间