本发明涉及目标检测定位领域,具体是高精度导弹目标检测定位的优化方法。
背景技术:
1、随着现代战争技术的不断发展,导弹作为精确打击的核心装备,其打击效果很大程度上依赖于目标定位和飞行轨迹的精确控制。当前,导弹的目标检测与定位技术主要依赖于几种关键手段,如全球定位系统(gps)、惯性导航系统(ins)、以及雷达和红外传感器的探测。
2、然而,当前的导弹目标检测与定位方法仍面临诸多挑战,尤其是在复杂战场环境中,这些系统在复杂战场环境中,如电子干扰、目标机动或信号遮挡等情况下,可能会受到严重影响,导致导弹目标定位和导航精度的下降。尽管现有技术在一定程度上满足了导弹导航和目标定位的需求,但在复杂的战场环境中仍存在诸多不足和挑战。尤其是当多枚导弹在执行协同任务时,各导弹之间的信息共享能力有限,无法有效利用其他导弹的探测信息进行实时调整,以实现更加精准的目标检测定位。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本发明的目的在于提供高精度导弹目标检测定位的优化方法,以解决当多枚导弹在执行协同任务时,各导弹之间的信息共享能力有限,无法有效利用其他导弹的探测信息进行实时调整,以实现更加精准的目标检测定位的问题。
3、(2)技术方案
4、为实现上述目的,一方面,本发明提供了高精度导弹目标检测定位的优化方法,所述方法包括:
5、s1、获取部署于预定任务区域内的n枚导弹,所述n枚导弹配置目标检测传感器和无线通信模块;所述目标检测传感器用于实时检测目标的实际位置测量数据,所述无线通信模块用于传输无线数据;
6、s2、将所述n枚导弹检测目标的实际位置测量数据通过无线通信模块发送至中央数据处理中心;在所述中央数据处理中心通过数据融合算法对所述n枚导弹检测目标的实际位置测量数据进行融合处理,并通过数据分析得到目标的精确位置数据;
7、s3、将所述精确位置数据实时传输至所述n枚导弹组成的导弹群,所述导弹群的每枚导弹根据所述精确位置数据调整飞行轨迹;所述导弹群通过自组网方法和抗干扰的加密通信协议进行信息传输。
8、进一步地,所述在所述中央数据处理中心通过数据融合算法对所述n枚导弹检测目标的实际位置测量数据进行融合处理,并通过数据分析得到目标的精确位置数据的方法包括:
9、实际位置测量数据包括导弹与目标的距离、方位角和仰角,所述距离为导弹与目标的直线距离,所述方位角为目标相对于导弹的水平角度,所述仰角为目标与导弹之间的垂直角度;
10、通过非线性模型得到目标的理论位置测量数据,将所述实际位置测量数据和所述理论位置测量数据构建位置测量模型,并通过加权最小二乘法和递归算法得到目标的精确位置数据。
11、进一步地,所述通过非线性模型得到目标的理论位置测量数据,将所述实际位置测量数据和所述理论位置测量数据构建位置测量模型的方法包括:
12、所述非线性模型包括距离测量模型、方位角测量模型、仰角测量模型;假设目标的在时刻的精确位置数据为,第枚导弹在时刻的位置数据为;
13、所述位置测量模型为:
14、;
15、其中,为第枚导弹在时刻检测目标的实际位置测量数据;为非线性观测模型,表示所述距离测量模型、方位角测量模型、仰角测量模型非线性映射得到的理论位置测量数据,为第枚导弹与目标的几何关系;为第枚导弹在时刻的噪声向量;
16、通过所述距离测量模型得到在时刻第枚导弹到目标的距离;通过所述方位角测量模型得到在时刻第枚导弹与目标在平面上的方位角;通过所述仰角测量模型得到在时刻第枚导弹与目标的仰角;则非线性观测模型,所述位置测量模型展开为:
17、;
18、其中,,,分别表示距离、方位角、仰角在时刻的噪声分量;
19、在进行融合处理前对所述非线性模型进行线性化处理。
20、进一步地,所述在进行融合处理前对所述非线性模型进行线性化处理的方法包括:
21、获取目标的初始估计位置数据,当导弹为首次观测时,则将导弹的目标检测传感器首次检测到目标的观测数据作为初始估计位置数据;当导弹已有历史观测数据时,则将目标的历史精确位置数据通过数据分析得到初始估计位置数据;
22、将所述非线性观测模型进行线性化后得到观测矩阵:
23、;
24、则线性化后的位置测量模型为:
25、。
26、进一步地,所述通过加权最小二乘法和递归算法得到目标的精确位置数据的方法包括:
27、将所述n枚导弹检测目标的实际位置测量数据通过加权最小二乘法得到目标的最优位置估计数据,将所述最优位置估计数据通过递归算法得到目标的精确位置数据;
28、获取第枚导弹在时刻的噪声协方差矩阵,所述噪声协方差矩阵是第枚导弹目标检测传感器观测噪声特性的矩阵;所述最优位置估计数据为:
29、;
30、其中,表示通过所述n枚导弹的观测矩阵和噪声协方差矩阵的加权求和得到累计权重矩阵的逆矩阵;表示通过所述n枚导弹的实际位置测量数据累加加权后得到累加实际位置测量数据。
31、进一步地,所述方法还包括:
32、获取目标的历史精确位置数据和速度信息并通过数据分析构建目标的运动模型;
33、将所述最优位置估计数据和所述目标的运动模型通过递归算法得到精确位置数据。
34、进一步地,所述导弹群通过自组网方法和抗干扰的加密通信协议进行信息传输的方法包括:
35、通过自组网方法构建通信网络,所述通信网络将每枚导弹作为网络节点;当监测导弹在进入预定任务区域后,将所述导弹自动与其他导弹建立通信链路;
36、当监测导弹失去通信功能时,则其他导弹将自动绕过该导弹的网络节点并重新组建通信网络。
37、进一步地,所述方法还包括:
38、获取导弹群中任意两枚导弹的精确位置数据并通过三维欧几里得距离计算方法得到导弹间距,获取所述两枚导弹的最小通信范围,若所述导弹间距小于所述最小通信范围,则构建所述两枚导弹的通信链路;
39、通过无向图表示所述导弹群的通信网络,为导弹群中所有导弹的集合,为导弹间的通信链路集合;若监测导弹失去通信功能并记为失效导弹,则在所述无向图中删除所述失效导弹的网络节点并更新导弹之间的最新邻接表,且重新计算导弹群中每枚导弹与其他导弹的最短通信路径,根据所述最新邻接表和所述最短通信路径更新通信网络。
40、进一步地,所述方法还包括:
41、当监测所述通信链路的信号强度低于预设的信号强度阈数据时,则将所述通信链路断开;当监测通信链路断开时,则导弹群执行绕过策略并启动通信链路修复机制,所述绕过策略为其余导弹通过重组通信链路并绕开已断开的通信链路。
42、进一步地,所述通信链路修复机制的方法包括:
43、所述通信链路修复机制包括构建中继节点维持信息传输策略、信号强度增强策略;所述构建中继节点维持信息传输策略是通过将导弹群中其余导弹的一个或多个导弹的网络节点作为中间网络节点,并计算新的通信路径;
44、所述信号强度增强策略是通过增加导弹无线通信模块的发射功率得到新信号强度,若新信号强度大于预设的信号强度阈数据时,则通信链路恢复正常。
45、(3)有益效果
46、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
47、1. 有效处理来自多个导弹的测量数据,提升了目标检测的精度并实时更新目标的位置信息,能够减小单一导弹传感器可能产生的误差,增强系统的鲁棒性,确保目标位置估计更加精准和可靠。
48、2. 引入了自组网机制和通信链路修复机制,在导弹群中构建了动态抗干扰通信网络,确保在个别导弹失效或链路中断的情况下,导弹群依然能够迅速调整通信路径,保持数据传输的畅通,显著提高了在复杂环境中的通信稳定性和抗干扰能力,从而实现目标检测的精准性。
1.高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述在所述中央数据处理中心通过数据融合算法对所述n枚导弹检测目标的实际位置测量数据进行融合处理,并通过数据分析得到目标的精确位置数据的方法包括:
3.根据权利要求2所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述通过非线性模型得到目标的理论位置测量数据,将所述实际位置测量数据和所述理论位置测量数据构建位置测量模型的方法包括:
4.根据权利要求3所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述在进行融合处理前对所述非线性模型进行线性化处理的方法包括:
5.根据权利要求4所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述通过加权最小二乘法和递归算法得到目标的精确位置数据的方法包括:
6.根据权利要求5所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述方法还包括:
7.根据权利要求1所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述导弹群通过自组网方法和抗干扰的加密通信协议进行信息传输的方法包括:
8.根据权利要求7所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述方法还包括:
9.根据权利要求8所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述方法还包括:
10.根据权利要求9所述的高精度导弹目标检测定位的优化方法,其特征在于,所述通信链路修复机制的方法包括:
