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申请/专利权人：北京理工大学;中国船舶集团有限公司第七一六研究所

摘要：本发明公开了一种基于倾斜坐标系的高角俯冲攻击目标的跟踪方法，是将目标在载车地理坐标系中的斜飞转换到倾斜坐标系中的平飞，避免了方位角误差放大，降低了滤波难度。获得目标位置估计值后逆变换到目标在载车地理坐标系中，投影到XOY平面时，依旧会放大方位角观测误差方差，但结果表明这种基于倾斜坐标系的高角俯冲攻击目标的跟踪方法具有更高的跟踪精度。

主权项：1.一种基于倾斜坐标系的高角俯冲攻击目标的跟踪方法，其特征在于，包括：步骤1，将球坐标系中传感器的测量值转换到笛卡尔坐标系中，具体为：将观测信号变换得到载车地理坐标系，具体为： 式中：xd，yd和zd分别表示观测信号在载车地理坐标系中三个坐标轴方向的值；Dn、qn和εn分别表示观测信号在球坐标系中的距离、方位角和高低角；步骤2，根据目标来袭方向建立火控倾斜坐标系，并将观测信号转换到火控倾斜坐标系中，具体为：假设载车地理坐标系中观测目标的来袭方向与Y轴和XOY平面的夹角分别为αdv和qdv，将载车地理坐标系分别绕Z轴和X轴旋转αdv和qdv分别得到旋转矩阵Cdvz和Cdvx，形成火控倾斜坐标系；观测信号Y由载车地理坐标系通过坐标变换得到火控倾斜坐标系，具体为： 式中：xv，yv和zv分别表示观测信号在倾斜火控坐标系中三个坐标轴方向的值。步骤3，观测方差解算，具体为：假设目标在球坐标系中的位置Dv、qv、εv附近的偏差为ΔDv、Δqv和Δεv时，两边取微分，这时xv，yv，zv的对应误差Δxv，Δyv和Δzv分别为： 则火控倾斜坐标系下量测噪声的在三个坐标轴方向的观测误差方差和为： 式中：和分别表示在火控倾斜坐标系中方位角，高低角和距离的误差方差；由于在火控倾斜坐标系中，qv＝qd-qdv≈0，εv＝εd-αdv≈0，将上式进一步简化为： 对应状态的观测方差R为： 式中：表示火控倾斜坐标系下量测噪声的X、Y方向的观测误差协方差，表示火控倾斜坐标系下量测噪声的X和Z方向的观测误差协方差，表示火控倾斜坐标系下量测噪声的Y和Z方向的观测误差协方差；步骤4，卡尔曼滤波解算。在步骤1转换量测的基础上，利用步骤3中所述的倾斜坐标系下观测误差方差R，将步骤2转换坐标后得到的倾斜坐标系中目标位置信息xv,yv,zv代入作为状态的观测信号Yk进行线性卡尔曼滤波，得到目标位置估计值；步骤5，利用逆旋转矩阵Cdvz-1和Cdvx-1对步骤4滤波后目标位置估计值进行逆变换，得到载车地理坐标系中目标跟踪位置。

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