摘 要
在现代战争中，空中威胁日益增强，战术弹道导弹(Tactical Ballistic Missile,TBM)以其射程远、速度快和机动能力强等优点，已成为现代战场上重要武器之一。世界军事强国以及我国周边一些国家，都纷纷加快了TBM技术的发展，这给我国周边的国土安全构成了严重威胁。因此，必须加快我国防空武器的技术发展，提高我国防空武器的空间防御能力。本文以TBM拦截为背景，针对拦截弹末制导问题进行了研究，主要内容包括以下几个方面：
建立了拦截弹数学模型。定义了研究拦截弹建模中常用的坐标系，并给出了相应坐标系之间的坐标转换关系；在此基础上给出了拦截弹数学模型，包括拦截弹质心运动学模型和动力学模型、自动驾驶仪的等效模型以及目标不同机动运动模型；最后推导了拦截弹与目标的相对运动模型，为制导系统分析设计奠定了基础；
研究了拦截弹的末制导方法。分析了经典比例导引律的过载特性和弹道特性，并给出了有利于进行全向攻击的广义比例导引律；基于拦截弹与目标的相对运动学模型，采用变结构控制理论和最优理论推导了适合拦截高速、大机动目标的滑模变结构制导律，并证明了该制导律对系统参数摄动和外界干扰的鲁棒性；最后针对不同的目标机动弹道，采用滑模变结构制导律和比例导引律进行了弹道仿真，对比分析了二者的性能，验证了滑模变结构制导律的优越性。
研究了被动跟踪条件下的制导信息滤波方法。基于自适应滤波和强跟踪滤波方法，研究了在拦截末段只有角度测量信息情况下的被动跟踪问题，推导了适合拦截末段的自适应卡尔曼滤波方法，并仿真分析了其有效性。
关键词 TBM，拦截弹，模型变结构控制，自适应滤波
Abstract
...
Keywords：TBM, interceptor, the model variable structure control, adaptive filtering
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 I
第1章 绪 论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 反导系统发展状况 2
1.2.2 导引规律及滤波技术研究现状 5
1.3 本文主要的研究工作 7
第2章 拦截弹数学模型 9
2.1 引言 9
2.2 坐标系及其转换 9
2.2.1 坐标系定义 9
2.2.2 坐标转换关系 10
2.3 拦截弹数学模型建立 11
2.3.1 作用在拦截弹上的力 11
2.3.2 拦截弹质心运动的动力学方程 13
2.3.3 拦截弹质心运动的运动学方程 14
2.3.4 辅助计算方程 14
2.4 自动驾驶仪等效模型（交代模型具体数值） 15
2.5 目标运动及闪烁特性数学模型建立 15
2.5.1 目标运动特性数学模型 15
2.5.2 目标闪烁特性数学模型 20
2.6 拦截弹与目标相对运动模型 20
2.7 本章小结 22
第3章 拦截弹末段制导方法研究 23
3.1 引言 23
3.2 比例导引律 23
3.2.1 需用过载特性分析 24
3.2.2 弹道特性 26
3.3 基于滑模变结构的末端拦截导引律设计 27
3.3.1 变结构控制理论 27
3.3.2 滑模变结构制导律设计 32
3.3.3 滑模变结构制导律的鲁棒性 35
3.4 仿真分析 36
3.4.1 仿真初始条件 36
3.4.2 仿真结果及分析 37
3.5 本章小结 42
第4章 制导信息滤波方法研究 44
4.1 引言 44
4.2 滤波方法概述 44
4.2.1 卡尔曼滤波 44
4.2.2 Unscented卡尔曼滤波 45
4.2.3 粒子滤波 46
4.3 自适应卡尔曼滤波 46
4.3.1 Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法 47
4.3.2 滤波模型 49
4.3.3 仿真分析 51
4.4 本章小结 54
参考文献 55
致谢 57
毕业设计小结 57
