题目：非线性滤波在惯导/导引头组合导航中的应用研究

    导弹末制导阶段的制导精度是决定其作战效果的关键因素之一，自主性强的导航制导方式能提高导弹的生存能力，使用能高精度定位的导航制导方式则可以提高导弹的作战能力。

    惯性导航具有自主性强，可同时输出位置、速度、航向和姿态等全面的导航信息，具有数据更新率高、短时定位精度高和稳定性好等优点，但其导航误差随时间积累，难以满足末制导阶段导弹高精度定位的需求。导引头具有制导精度高、 抗干扰能力强、全天时工作以及可进行自动目标识别等优点，对精确制导武器产生了巨大的影响。但被动红外成像导引头的作用距离较短，只能提供角度信息而无法提供导弹位置信息，所以常与其他导航系统组合用于末制导。针对导弹制导系统对高精度定位的需求，考虑到惯性导航和导引头制导在工作原理和信息来源上的互补特性，将这两种导航方法进行组合，可以发挥两种导航方法之间的优势互补。本文具体研究内容有：

    首先，本文对捷联惯性导航系统和导引头制导技术进行了深入分析，并建立了惯性传感器和导引头传感器的误差模型。同时，结合导弹末制导的工况特性及传感器测量信息的数据特点，提出惯导/导引头组合导航方案。

    其次，对惯导/导引头组合导航系统进行了系统误差特性分析。通过蒙特卡洛方法研究了单个系统误差源对系统定位精度的影响程度，结果表明误差源在不同滤波阶段对系统定位精度的影响程度是不一样的。根据误差分析结果，给出了具体的系统模型。另外，还从定性和定量两个层次对惯导/导引头组合导航系统进行了可观测性分析，主要分析方法为条件数法和误差协方差阵法。条件数法说明该系统整体是可观测系统，且系统的可观测性随时间变化越来越好。误差协方差阵法通过对P阵进行规范化处理和特征值分析，定量地说明了每个状态变量的可观测情况。

    然后，对适用于惯导/导引头组合导航的非线性滤波算法进行了深入研究。综合系统模型线性特点确定了非线性滤波算法的基本设计方案。对常用的EKF滤波、UKF滤波算法进行了分析，并结合本课题实际情况完成了滤波器设计及仿真计算比较。又针对导引头量测噪声随弹体高度降低而增大的情况设计了自适应滤波算法。

    最后，设计了半实物仿真实验以验证算法的有效性和实用性。

    本文研究成果可为我国惯性导航和其它导引头组合导航方法的研究提供参考。