弹道导弹在第二次世界大战后得到快速发展,是现代战争的重要战略武器,并在多次局部战争中发挥出了巨大威力。随着弹道导弹在世界范围内的不断应用,导弹预警系统也得到了研究与发展。弹道导弹射程远、精度高、威力大,雷达作为弹道导弹预警中主要的探测设备,单部雷达探测范围有限通常不能跟踪导弹的全部射程,因此需要多部雷达联合搜索跟踪导弹。本文结合实际项目需求,深入研究了多雷达跟踪弹道导弹中的关键技术问题,包括导弹和雷达的模型建立、弹道预报及雷达交接时刻预报算法、弹道的误差传播分析及雷达搜索区域确定,并使用C#设计开发了预报交接可视化系统,主要工作内容为:1、根据弹道导弹的动力学特征及雷达探测目标原理,在定义了本文所使用坐标系的基础上,建立了导弹动力学模型及地基雷达探测模型,仿真实验获得了导弹的飞行过程的数据和雷达对弹道导弹的观测数据,为后续研究奠定了基础。2、根据导弹在自由段飞行过程中的受力分析,在传统弹道预报方法基础上,改进了基于恩克法的弹道预报算法。该预报算法首先根据二体运动原理建立了一条基准轨道,其次建立了摄动力微分方程并求解了摄动偏差,最后将基准轨道与摄动偏差相加获得预报时刻的状态值。针对在两部雷达探测范围不重叠的情况,分析了基于恩克法的雷达交接时刻计算过程。仿真结果表明对比传统方法,恩克法能够在预报精度较高的情况下减少计算时间。3、针对预报交接中误差传播等非线性问题,将无迹变换方法应用在雷达搜索问题的计算中。首先由无迹变换得到交接时刻时导弹的状态值协方差,进而确定雷达对目标的搜索区域;然后根据雷达的相关参数,进一步确定雷达扫描波束数量和目标发现时间。仿真结果表明对比雅克比矩阵方法,无迹变换方法计算过程简单且能够快速有效地处理非线性问题。4、设计开发了弹道导弹雷达预报交接可视化软件系统。本软件系统以C#语言为主体进行开发,通过调用STK(Satellite Tool Kit)软件的二维三维可视化功能组件,动态直观地展示了导弹飞行过程全态和雷达探测搜索的过程。该系统操作设置简单,可以从不同的视觉角度观察和操作整个场景过程,同时具有导弹运动状态和雷达探测数据分析能力,便于人员研究使用。