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导弹防御系统的部署和发展对导弹武器的突防能力提出更高的要求。协同编队突防是一种新型的导弹作战模式,可以有效提高导弹的突防能力,受到了世界各国的关注。本文以导弹编队协同突防问题为背景,对其中的关键问题即对拦截器的协同跟踪问题和协同制导问题进行了深入研究,提出了基于多红外传感器的导弹编队协同目标跟踪方法和基于“时间+三维”的四维制导方法。 首先阐述了论文的研究背景和意义,对与论文相关的各种关键技术进行了综述,包括有多红外传感器网络定位技术、导弹编队协同作战技术、机动目标跟踪技术和非线性滤波技术,总结了上述技术的国内外研究现状,并确定了论文主要的研究内容。 其次,针对导弹编队协同突防拦截器的研究背景,对突防过程中涉及的导弹编队对拦截器的协同跟踪和编队协同制导问题以及两者的关系进行详细描述,并对论文涉及的坐标系及相关转换关系进行了定义,建立导弹和拦截器运动模型。机动目标运动模型的选择是协同目标跟踪问题的关键,在分析拦截器运动特点的基础上,对各种机动运动模型进行了对比,提出了选择“当前”统计模型描述拦截器加速度变化特性的方案。 再次,导弹编队每个成员携带一个红外传感器,对拦截器发动机尾焰进行观测,获取在传感器坐标系下的高低角和方位角。单弹观测信息不足以对拦截器进行精确跟踪,针对这一问题,提出了导弹编队成员通过数据链将观测信息和自身定位信息传送给蜂王弹,在蜂王弹中设计扩展卡尔曼滤波器,对信息进行集中处理,估计出目标的位置、速度和加速度信息。 最后,导弹编队是协同目标跟踪的前提条件,为了实现导弹编队,需要导弹编队成员按照一定策略在预定时间和地点集结,针对这个问题,提出了基于“时间+三维”的导弹编队四维制导方法。在简述四维制导技术的概念和应用背景的基础上,分析其原理和控制方法,包括时间控制和轨迹控制方法,对发射点和发射时间对编队飞行的影响进行了研究,进而基于非线性动态逆控制方法设计时间协同制导律,并进行数学仿真分析。