临近空间高超声速飞行器轨迹预测技术

临近空间高超声速飞行器轨迹预测属于多传感器信息融合技术领域，随着该类飞行器的快速发展，国内外众多学者从不同技术路线对其运动轨迹开展研究，经过近几年的不断研究和发展，轨迹预测技术已成功应用于众多军用和民用领域。然而，临近空间高超声速飞行器运动方式独特、运动轨迹多变，如何对其轨迹进行准确有效地预测，还需要在目标运动特性分析、轨迹跟踪算法、轨迹预测方法等方面进行突破。 本书主要围绕临近空间高超声速滑翔飞行器轨迹跟踪及预测技术展开，全书共四个部分，共7章。 第一部分为临近空间高超声速飞行器轨迹预测基础。该部分着重介绍高超声速飞行器概况，分析了国内外关于运动特性、目标跟踪和轨迹预测的研究现状；研究了临近空间高超声速飞行器的运动规律，分析了典型飞行器的气动力系数特征，揭示了临近空间高超声速飞行器目标的运动规律，给出了临近空间高超声速飞行器目标运动轨迹具有可预测性的判断。本部分包括第1章、第2章。 第二部分为临近空间高超声速飞行器轨迹目标跟踪技术。该部分分析了一种基于衰减振荡函数的新型机动模型，结合卡尔曼滤波算法推导了该模型的系统误差，并讨论了参数的取值及自适应方法；分析了飞行器在上升及下降阶段的受力情况，解释了临近空间高超声速飞行器跳跃滑翔的飞行机理，对气动加速度进行衰减振荡相关建模。本部分包括第3章、第4章。 第三部分为临近空间高超声速飞行器轨迹预测技术。该部分针对临近空间高超声速飞行器两种典型控制模式下的轨迹预测问题，设计相应机动模式下的轨迹预测算法；分析了影响运动规律认知的关键因素，通过跟踪模型实时估计临近空间高超声速飞行器的预测参数取值。本部分包括第5章、第6章。 第四部分为总结本书的主要内容，并展望了需要进一步深入研究的相关技术工作。本部分包括第7章。 本书是作者在临近空间高超声速飞行器轨迹预测技术领域研究的部分成果，参与该内容研究的有兰旭辉教授、熊家军教授、田康生教授、周焰教授、陈劲松副教授、吴长飞副教授、郭乐江副教授、陈新副教授、代科学副教授、李灵芝副教授、吴为华副教授、黎慧副教授、黄鹏、黄伟平、毕钰、关泽文等老师，韩春耀、李凡、张君彪、席秋实、张凯、夏亮等博士研究生。他们参与了相关课题的研究，在本书出版过程中负责了部分章节理论梳理、算法仿真及审核校对等工作，在此也对课题组的全体同志多年来的辛勤付出表示感谢。 由于作者理论水平有限以及研究工作的局限性，特别是轨迹预测技术本身正处于不断发展之中，书中定会存在一些不足和不完善之处，诚挚欢迎广大读者批评指正。

临近空间高超声速飞行器轨迹预测，是一件十分有趣而又极具挑战的事情，涉及目标跟踪、信息融合、人工智能等多学科领域。本专著从目标运动特性分析建模、目标跟踪算法、典型轨迹预测方法等方面进行突破，有望推动飞行器轨迹预测理论的进一步完善。 本著作可以作为高超声速飞行器目标探测与轨迹分析预测领域科研人员的借鉴和参考。感兴趣的学者，可以利用本书总结的方法快速获得与其研究相关的轨迹预测理论与仿真，从而更快去突破核心难题，支撑聚焦创新前沿。