1.一种高超声速目标中长期轨迹预测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、根据雷达探测目标的信息,通过滤波算法获得目标的位置、速度状态信息;步骤2、通过目标跟踪得到的历史状态信息,计算气动参数序列α VTC ,然后建立其LSTM预测模型;步骤3、利用训练好的LSTM模型预测α VTC ,而后根据预测结果获得目标的中长期预测的轨迹;步骤4、目标再入机动或机动模式发生变化时,按照步骤1、步骤2生成新序列α VTC ,并依此更新LSTM模型,然后返回步骤3;气动参数序列α VTC 计算方法如下:设:(1)侧滑角为零;(2)将地球视为球体,地心引力与飞行器与地心的距离成反比;(3)忽略地球自转;则目标在三维空间内的质心运动方程组 为:式中,状态变量 其中r表示飞行器与地心的距离, 分别表示纬度和经度,θ,ψ分别表示航迹倾角和航迹偏角,g为重力加速度;根据质心运动方程组可推导气动参数a VTC 的计算公式:在VTC坐标系下的气动加速度a VTC 是空气压强和气动参数α VTC =[α d ,α d k td ,α d k cd ] T =[α V α T α C ]的函数,这里可以表示为:由上式可知 式中,α d 为阻力参数,由飞行器的质量m、参考面积S a 、速度、高度、长直比以及空气粘性系数确定;ρ为空气密度;爬阻比k cd 为爬升力与阻力的比值,转阻比k td 为转弯力与阻力的比值;升阻比k r 为升力与阻力的比值,设目标侧向机动为BTT方式,则有 LSTM预测模型中,LSTM通过三个门记住长时间段内信息,LSTM包括:1)遗忘门:f(t)=σ(W f [α VTC (t),h(t-1)]+b f );式中,α VTC (t)为当前时刻气动参数;W f 为遗忘门f的权重系数,σ为sigmoid激活函数,h为LSTM的输出,b为偏置项;2)输入门:i(t)=σ(W i [α VTC (t),h(t-1)]+b i );输入门i(t)控制当前时刻的候选状态 中哪些信息需要被保存;W i 表示输入门i对应的输入权重,W c 表示细胞状态c对应的状态权重;3)更新细胞状态:遗忘门输出f(t)与细胞上一时刻的状态c(t-1)相乘,用来忘记,再加上新的候选值 根据对每个状态决定的更新值按比例进行缩放;4)输出门:o(t)=σ(W o [a VTC (t),h(t-1)]+b o );h(t)=o(t)·tanh(c(t));输出门o(t)控制当前时刻的细胞状态c(t)的信息输出。
2.根据权利要求1所述的一种高超声速目标中长期轨迹预测方法,其特征在于:步骤3中,预测前将数据进行归一化处理;式中, 为α VTC (t)归一化后的值, 分别为α VTC (t)的均值和偏差,其中:当利用训练好的模型进行预测后,需要对预测结果进行反归一化,反归一化的公式为: