[发明专利]基于多台交互最小二乘估计的弹道参数解算方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于多台交互最小二乘估计的弹道参数解算方法和系统，该方法包括：确定空间目标点的位置方程；将空间目标点的位置方程表示为矩阵形式；采用最小二乘估计法，解算得到空间目标点与各观测站之间的距离表达式；将解算得到的空间目标点与各观测站之间的距离表达式回带到空间目标点的位置方程中，得到空间目标点位置的若干种解算公式；选择任一空间目标点位置的解算公式进行求解，得到相应的空间目标点的位置。本发明解决了传统的水平投影法和垂直投影法存在奇异点的不足和多台交互最小二乘估计法线性化观测方程计算复杂且量大的缺点，既能够避免计算过程中出现奇异点的情况，又可以满足计算简便快捷的需求。

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，尤其涉及一种基于多台交互最小二乘估计 的弹道参数解算方法和系统。

背景技术

光学经纬仪曾是导弹和飞行试验外测的主要手段，具有测量精度高，直观 性强，性能稳定性高，性能稳定可靠，不受“黑障区”和地面杂波干扰影响等 优点。随着导弹飞行试验的射程越来越远，测量精度的要求越来越高，无线电 外测系统成为主要的测量手段。但是，由于光电经纬仪所具有的优点，加上新 技术的应用，在导弹、运载火箭飞行试验的初始段和再入段测量中，光测设备 现在仍是主要测量手段之一。其与无线电测量设备相辅相成，共同完成飞行试 验的测量任务。

光电经纬仪的观测数据经过预处理后成为统一到测站发射坐标系的观测数 据，即可进行弹道参数的解算。早期，经纬仪外测系统采用水平投影法或垂直 投影法解算弹道参数，其原理是将观测目标点投影到水平面上或者垂直平面上， 利用几何关系解算出弹道参数。但是，随着我国导弹和航天试验的发展，导弹 的射程变远，制导系统和落点精度要求也变高，对外测系统测量精度要求也越 来越高，因此，要求提高外测事后数据处理的精度，于是又提出了最小二乘估 计法和方向余弦算法来解算弹道参数。

假设发射坐标系为O-XYZ，两个观测站的原点O₁和O₂与空间目标点M的 位置关系如图1所示。可以看出，水平投影法和垂直投影法都存在多个奇异点 的情况，导致无法满足空间目标点和测站在任意位置关系的条件下，对空间目 标点的位置的快速准确测量的需求。

而《外弹道测量数据处理》(国防工业出版社)提出的多台交互的最小二乘 算法需要利用泰勒公式和9.3节的方向余弦算法将非线性观测方程展开成线性 方程，再通过求导构造雅克比矩阵，最后用最小二乘算法求解，计算过程复杂 并且计算量大，耗时长。

可见，如何满足空间目标点和测站在任意位置关系的条件下，快速、准确 测量得到空间目标点的位置是本领域技术人员亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于多台交互最 小二乘估计的弹道参数解算方法和系统，旨在解决传统的水平投影法和垂直投 影法存在奇异点的不足和多台交互最小二乘估计法线性化观测方程计算复杂且 量大的缺点，既能够避免计算过程中出现奇异点的情况，又可以满足计算简便 快捷的需求。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于多台交互最小二乘估计的 弹道参数解算方法，包括：

根据空间目标点与各观测站之间的关系，得到空间目标点的位置方程；

将空间目标点的位置方程表示为矩阵形式，得到矩阵方程；

根据矩阵方程，采用最小二乘估计法，解算得到空间目标点与各观测站之 间的距离表达式；

将解算得到的空间目标点与各观测站之间的距离表达式回带到空间目标点 的位置方程中，得到空间目标点位置的若干种解算公式；

选择任一空间目标点位置的解算公式进行求解，得到相应的空间目标点的 位置。

在上述基于多台交互最小二乘估计的弹道参数解算方法中，空间目标点的 位置方程表示如下：