制导火箭弹制导阶段包括中制导阶段与末制导阶段,中制导阶段是弹箭主动段结束至末制导开始的飞行控制阶段,需要弹箭在飞行过程中通过预定的空间坐标并具有预定速度矢量方向。但在起始扰动、推力偏心等扰动因素作用下,火箭弹在主动段结束后,会产生随机的弹道偏差。通常的控制方法是以弹道诸元的量测值与基准弹道的差值作为控制变量,控制弹箭按基准弹道飞行。但这种飞行控制方法要求测控系统能提供较大的横向过载,且弹体存速能力弱。本文提出的弹道规划是在弹箭实时坐标与目标点之间规划出一条满足边值条件和性能指标的飞行轨迹,以规划轨迹后得到的控制规律作为控制方法,对弹箭的控制系统需求较低,有利于弹箭整体设计。本文依据制导火箭弹中制导阶段的飞行特点,以飞行过程中能量损失最小作为性能指标函数,建立弹道规划问题最优控制模型。首先,结合制导火箭弹特点,在弹道学理论的基础上,建立有控质点弹道方程作为弹道规划变分问题的状态方程,变分问题的边界条件分别为中制导起控点的弹道诸元和发射前预定弹道方案的中制导结束点的弹道诸元,以中制导飞行过程中的能量损失最小作为性能指标函数,应用Gauss伪谱法建立最优控制模型,求解最优规划轨迹。其次,弹道轨迹量测数据都会存在一定的随机噪声,本文建立了初值最优估计和粗大噪声剔除的卡尔曼弹道滤波器,可提高滤波收敛速度和滤波精度。不同的规划起始时间所得规划轨迹不同,弹箭存速不同。本文选取不同规划起始时间,应用数值仿真方法对规划起始时间与弹箭存速的关系进行分析。仿真结果表明,规划起始时间对弹箭存速具有较大影响,可使弹箭存速减少10%。