CN108279576A - 一种复合轴目标跟踪仿真测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合轴目标跟踪仿真测试系统，包括相互间实现数据通信的多台计算机，其特征在于还包括运行于所述多台计算机内的复合轴目标跟踪仿真测试软件，所述软件包括目标生成建模与仿真单元、动基座建模与仿真单元、目标检测与信息解算建模与仿真单元、粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元，所述各单元之间协同工作。本发明采用数字化手段对研制过程中的光电目标跟踪系统进行分析、设计及测试，以满足高精度跟踪、瞄准的要求。具有成本低、验证灵活充分的特点复合轴目标跟踪仿真测试系统实现流程是：通过目标特性、平台运动特性、粗精跟踪结构参数特性建立目标模拟视场、平台振动环境、粗精跟踪模型，完成动态跟踪的全链路过程。仿真过程通过优化控制算法，提高动态跟踪精度。

Description

一种复合轴目标跟踪仿真测试系统

技术领域

本发明涉及光电跟踪仿真测试系统领域，具体涉及一种复合轴目标跟踪仿真测试系统。

背景技术

传统的目标跟踪系统的测试采用外场跟踪试验，根据经验及实际调试效果进行参数和算法优化。外场试验存在巨大的缺点是：人力和物力成本高，测试效率低。

目标跟踪系统内场测试典型方法是采用旋转靶标跟踪，旋转靶标通过改变电机转速模拟出不同角速度和角加速度的运动目标，缺点是：旋转靶标运动轨迹单一固定，运动区域有限，无法模拟同时满足特定角速度和角加速度的运动轨迹，因此其使用范围也受到了一定的限制。

目标跟踪系统一般应用于室外复杂环境，动基座(车载、机载、舰载等)运动平台的振动对跟踪性能影响很大，同时，基于转台的只有一级跟踪的结构形式跟踪精度难以达到μrad(微弧度)量级。

显然，实物验证的测试系统已经不能满足目标跟踪系统测试的需要。

发明内容

为解决上述问题，以数字化仿真手段高效、可靠地获取不同复杂空间背景下目标跟踪性能数据进行仿真及测试，为目标跟踪硬件系统的研制设计提供快速、准确、高效的技术支撑保障，克服了传统实物验证的多种限制。

本发明提供了一种复合轴目标跟踪仿真测试系统，包括相互间实现数据通信的多台计算机，其特征在于还包括运行于所述多台计算机内的复合轴目标跟踪仿真测试软件，所述软件包括目标生成建模与仿真单元、动基座建模与仿真单元、目标检测与信息解算建模与仿真单元、粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元，所述各单元之间协同工作，其中

目标生成建模与仿真单元，用于为动态跟踪瞄准仿真提供必要的空间背景模型和目标飞行特性数据，根据粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元反馈的目标跟踪位置信息模拟跟踪视轴变化过程，为目标检测与信息解算建模与仿真单元提供动态图像信息；

动基座建模与仿真单元，用于实现真实的动基座平台运动特性的建模，模拟真实的运动环境，使仿真更接近真实系统，只输出动基座的运动参数；动基座的运动参数输出到目标检测与信息解算建模与仿真单元用于控制算法抗干扰检验；

目标检测与信息解算建模与仿真单元，包含目标检测模块和信息解算建模模块，目标检测模块用于实现对复合轴控制系统的探测器、测距机的建模，它接收目标生成建模与仿真单元的图像信息，为信息解算建模模块提供目标位置信息；信息解算建模模块用于模拟真实系统的目标解算装置，综合目标位置、动基座运动参数、粗跟踪角位置、精跟踪角位置等信息，通过共轴解算分别为粗跟踪伺服系统、精跟踪伺服系统提供控制指令信号。

粗跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立转台的动力学模型、伺服控制器模型，实现粗跟踪系统动态跟踪过程；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将粗跟踪伺服系统调整到相应的位置，并实时地将粗跟踪伺服系统的方位角和俯仰角发送给粗跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。

精跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立快速控制反射镜的动力学模型、伺服控制器模型，实现精跟踪系统动态跟踪过程；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将快速控制反射镜调整到相应的位置，实时地将快速控制反射镜的方位角和俯仰角发送给精跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。

具体地，所述的目标生成建模与仿真单元包括目标系统单元和成像探测单元，其中

目标系统单元：包括机动模型库、目标库、作战环境库部分，机动模型库提供飞行目标匀速运动、变速运动、拐弯等运动模型，目标库包括导弹、战斗机、无人机典型攻击目标，作战环境库包括陆对陆、陆对空、陆对海、空对陆、空对空、空对海、海对陆作战环境；从动模型库、目标库、作战环境库中选择任意的组合来生成目标系统，目标的运动规律、形态及所在的战场环境均由程序预先设定；

成像探测单元：成像探测单元模拟真实的成像探测系统，实时反馈目标与跟踪视轴的位置关系；成像探测单元包括综合处理目标系统单元，输出数据、探测器噪声、动基座数据以及粗、精跟踪位置反馈数据生成脱靶量信号；捕获、跟踪、瞄准不同阶段对应不同的成像探测模型，所述不同的成像探测模型中探测分辨率、帧频参数不相同，探测分辨率、帧频参数影响探测精度。

具体地，所述的动基座建模与仿真单元包括动基座数据库单元和平台振动在线输出单元，其中：

动基座数据库单元：建立真实动基座平台运动数据库，提供车载、舰载、机载不同动基座平台运动特性；

平台振动在线输出单元：模拟车载、舰载、机载不同动基座平台实时振动情况，并通过通信接口实时作用在转台动力学模型，作为其振动扰动源；在仿真过程中根据设定动基座环境调用数据库内动基座运动数据。

所述的目标检测与信息解算建模与仿真单元包括数据预处理单元、目标运动模型提取单元和目标轨迹滤波预测单元，其中：

数据预处理单元：在数据预处理中进行简单剔点将输入数据中误差较大的野点先行剔除，然后采用插值函数对野点处数据进行插值处理，填补剔除造成的数据少值情况；最后对脱靶量(目标与跟踪视轴的位置关系)进行加密处理，消除由于脱靶量数据更新速率低带来的数据重复。

目标运动模型提取单元：目标跟踪与预测依赖于事先对目标运动的假定，目标运动假定的目的是采用合适的数学模型来描述目标的真实运动情况，根据经典的理论模型对目标轨迹进行初步估计，根据闭环残差调整模型结构，提取切实反映目标运动当前状态的数学模型；

目标轨迹滤波预测单元：在目标作非机动运动时，采用最基本的滤波与预测算法跟踪目标；目标发生机动时，采用自适应卡尔曼滤波。

具体地，所述的粗跟踪伺服系统建模与仿真单元包括转台的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于执行控制指令，完成粗跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

转台动力学模型单元：包括驱动电机、转台负载，在仿真系统中可用Simulink工具的传递函数体现；输入的传递函数为反映真实转台的驱动特性，采用扫频方法分析粗跟踪系统的开环频谱特性，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，集成常见的PID、模糊PID、前馈PID、自适应控制算法，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。

具体地，所述的精跟踪伺服系统建模与仿真单元包括快速控制反射镜的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于完成精跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

快速控制反射镜动力学模型单元：包括力矩驱动装置、驱动负载，在仿真系统中可用传递函数体现，输入的传递函数为反映真实快速控制反射镜的驱动特性，采用扫频方法分析精跟踪系统的开环频谱特性，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。

本发明提供的复合轴目标跟踪仿真测试系统，采用数字化手段对研制过程中的光电目标跟踪系统进行分析、设计及测试，以满足高精度跟踪、瞄准的要求。具有成本低、验证灵活充分的特点复合轴目标跟踪仿真测试系统实现流程是：通过目标特性、平台运动特性、粗精跟踪结构参数特性建立目标模拟视场、平台振动环境、粗精跟踪模型，完成动态跟踪的全链路过程。仿真过程通过优化控制算法即PID算法、模糊PID、自适应控制算法等，提高动态跟踪精度。

复合轴目标跟踪仿真测试系统采用复合轴框架，通过粗、精二级跟踪实现μrad级跟踪精度，同时考虑动基座运动平台的振动条件，能够更真实的模拟真实应用环境，对于指导复合轴目标跟踪系统指标分析、产品研制具有重要意义。复合轴目标跟踪仿真测试系统采用模块化设计，各个模块提供切换到实物的通信接口，即可用实物通信接口与模块上提供切换到实物的通信接口连接，可代替仿真模块，以便进行半实物仿真和实物演示。

附图说明

图1为本发明提供的复合轴目标跟踪系统架构图；

图2为本发明提供的复合轴目标跟踪系统仿真软件组成图；

图3为本发明提供的复合轴目标跟踪系统仿真流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式作进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于帮助理解本发明，并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，一种复合轴目标跟踪仿真测试系统及运行该系统的仿真软件，包括相互间实现数据通信的多台计算机，采用反射存储网络实现局域网间的数据通信的多台分布式计算机，所述网络上的每一台计算机都装有一块反射存储器卡，组成环状拓扑结构，还包括运行于所述多台计算机内的复合轴目标跟踪仿真测试软件，所述仿真软件包括目标生成建模与仿真单元、动基座建模与仿真单元、目标检测与信息解算建模与仿真单元、粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元，所述各单元之间协同工作，其中，

目标生成建模与仿真单元，用于为动态跟踪瞄准仿真提供必要的空间背景模型和目标飞行特性数据，实现海、陆、空、天背景下的目标飞行特性建模，是跟瞄全链路仿真的基础，根据粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元反馈的目标跟踪位置信息模拟跟踪视轴变化过程，为目标检测与信息解算建模与仿真单元提供动态图像信息；

动基座建模与仿真单元，用于实现真实的动基座平台运动特性的建模，模拟真实的运动环境，使仿真更接近真实系统，该单元它没有输入，是事先写入的数据库，仿真时只要调用数据库就可正常运行，只输出动基座的运动参数，该参数也是事先写入的数据库；动基座的运动参数输出到目标检测与信息解算建模与仿真单元用于控制算法抗干扰检验，平台振动会使跟踪点抖动，影响跟踪精度。跟踪系统要达到较好的跟踪效果需要通过控制系统来抑制平台振动干扰；

目标检测与信息解算建模与仿真单元，包含目标检测模块和信息解算建模模块，目标检测模块用于实现对复合轴控制系统的探测器、测距机的建模，它接收目标生成建模与仿真单元的图像信息，目标检测即是获取目标相对跟踪系统的方位、俯仰角度位置，测距机获取目标相对跟踪系统距离，为信息解算建模模块提供目标位置信息；信息解算建模模块用于模拟真实系统的目标解算装置，综合目标位置、动基座运动参数、粗跟踪角位置、精跟踪角位置等信息，通过共轴解算分别为粗跟踪伺服系统、精跟踪伺服系统提供控制指令信号，共轴解算即是根据目标角度位置、目标距离、数据延时等进行解算，预测当前时刻目标跟踪角度位置和跟踪角速度。

粗跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立转台的动力学模型、伺服控制器模型，转台为方位、俯仰两轴方向转动的框架式结构，实现方位、俯仰轴方向的跟踪，转台为复合轴跟踪系统中粗跟踪子系统的执行器件，实现粗跟踪系统动态跟踪过程，转台安装在动机座平台上,动基座平台的振动会传递至转台,基于以上关系仿真建立两者之间的联系；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将粗跟踪伺服系统调整到相应的位置，并实时地将粗跟踪伺服系统的方位角和俯仰角发送给粗跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。目标跟踪的过程是跟踪方向一步一步向目标靠近。本发明的仿真系统跟踪过程是反复迭代过程，只有发送给粗跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元才能闭环，实现反复迭代过程。

精跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立快速控制反射镜的动力学模型、伺服控制器模型，实现精跟踪系统动态跟踪过程；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将快速控制反射镜调整到相应的位置，实时地将快速控制反射镜的方位角和俯仰角发送给精跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。目标跟踪的过程是跟踪方向一步一步向目标靠近。本发明的仿真系统跟踪过程是反复迭代过程，只有发送给精跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元才能闭环，实现反复迭代过程。

所述的目标生成建模与仿真单元包括目标系统单元和成像探测单元，其中

目标系统单元：包括机动模型库、目标库、作战环境库部分，机动模型库提供飞行目标匀速运动、变速运动、拐弯等运动模型，目标库包括导弹、战斗机、无人机典型攻击目标，作战环境库包括陆对陆、陆对空、陆对海、空对陆、空对空、空对海、海对陆作战环境；从动模型库、目标库、作战环境库中选择任意的组合来生成目标系统，目标的运动规律、形态及所在的战场环境均由程序预先设定；战场环境建模与仿真国内外有专门的空间环境建模仿真软件，例如STK(Satellite Tool Kit)卫星工具包软件，但此软件重点应用于卫星轨道和姿态分析，且本身可扩展性差，对陆、海、空、天场景的建模与仿真方面的应用还不能普及；本系统的开发是在Visual C++环境下，采用OpenGL(Open Graphics Library)实现目标运动场景仿真。OpenGL是一个开放的三维图形软件包，Visual C++环境下调用简单方便，此方法提高了场景建模与仿真的效率。

成像探测单元：成像探测单元模拟真实的成像探测系统，实时反馈目标与跟踪视轴的位置关系(即脱靶量)；成像探测单元包括综合处理目标系统单元，输出数据、探测器噪声、动基座数据以及粗、精跟踪位置反馈数据生成脱靶量信号；捕获、跟踪、瞄准不同阶段对应不同的成像探测模型，所述不同的成像探测模型中探测分辨率、帧频影响探测精度的参数不同。探测分辨率、帧频参数影响探测精度。分辨率越高，图像细节更清晰，探测精度越高。帧频太低会造成运动目标成像拖尾情况，影响探测精度。

所述的动基座建模与仿真单元包括动基座数据库单元和平台振动在线输出单元，其中：

动基座数据库单元：建立真实动基座平台运动数据库，提供车载、舰载、机载不同动基座平台运动特性；

平台振动在线输出单元：模拟车载、舰载、机载不同动基座平台实时振动情况，并通过通信接口实时作用在转台动力学模型，转台动力学模型可模拟实际转台运动特性。作为其振动扰动源；在仿真过程中根据设定动基座环境调用数据库内动基座运动数据。

所述的目标检测目标信息解算建模模块包括数据预处理单元、目标运动模型提取单元和目标轨迹滤波预测单元，其中：

数据预处理单元：在数据预处理中进行简单剔点将输入数据中误差较大的野点先行剔除，然后采用插值函数对野点处数据进行插值处理，填补剔除造成的数据少值情况。最后对脱靶量(目标与跟踪视轴的位置关系)进行加密处理，使用对称加密算法，提高数据传输的实时性，消除由于脱靶量数据更新速率低带来的数据重复。

目标运动模型提取单元：目标跟踪与预测依赖于事先对目标运动的假定，目标运动假定的目的是采用合适的数学模型来描述目标的真实运动情况，根据经典的理论模型对目标轨迹进行初步估计，根据闭环残差调整模型结构，提取切实反映目标运动当前状态的数学模型(当前统计模型)；如时间相关模型、半马尔可夫模型等，文中方法能够更真实地反映目标机动范围和强度的变化；采用非零均值修正瑞利分布表征机动加速度特征的当前统计模型。

当前统计模型的离散状态方程为：

式中X(k)为系统当前状态变量；X(k+1)为X(k)下一时刻的状态变量；Φ(k+1,k)为系统状态转移矩阵；C(k)为机动系数矩阵,W(k)为离散时间白噪声序列,a(k)为机动加速度当前均值。

目标轨迹滤波预测单元：在目标作非机动运动时，采用最基本的滤波与预测算法即可很好地跟踪目标。这些方法主要有线性自回归滤波、最小二乘滤波以及卡尔曼滤波等。在实际跟踪过程中，目标往往发生机动，这时采用上述基本滤波与预测算法和机动目标运动模型已不能满足问题的求解，跟踪滤波器常常会出现发散现象。为解决上述问题，目前最有效的途径为采用自适应卡尔曼滤波，步骤如下：

1)对目标状态X(k)进行一步预测估计：

式中，为当前目标状态的估计，上一时刻的最佳预测估计，C(k)为机动系数矩阵，u(k)未知机动加速度输入。

2)获取新的观测量后，进行球坐标系到直角坐标系的转换：

3)结合舰船平台摇摆信息在直角坐标系中进行坐标变换：

4)将变换后的目标轨迹新息进行直角坐标系到球坐标系的转换：

5)获取目标真实的轨迹观测量Z(k)后，求取预测残差z(k)：

式中，H(k)为对应的观测矩阵；其他上同。

6)对目标进行机动检测，若目标未发生机动或目标发生机动但是跟踪目标转台所需的加速度均值的大小范围为则取均匀分布下的状态噪声方差，然后求取预测方差阵；如果目标发生机动且跟踪目标转台所需的加速度均值的大小范围为或则取瑞利分布下的状态噪声方差，然后求取预测方差阵P(k|k-1)。

P(k|k-1)＝Φ(k,k-1)P(k-1|k-1)Φ^T(k,k-1)+Q(k-1)

式中，a_max为目标机动的正向最大加速度；a_-max为目标机动的负向最大加速度；P(k-1|k-1)为P(k|k-1)上一时刻的预测方差阵；Φ(k,k-1)为P(k|k-1)的状态转移矩阵；Φ^T(k,k-1)为Φ(k,k-1)转置矩阵；Q(k-1)为对应的协方差矩阵。

7)求取增益矩阵K(k)：

K(k)＝P(k|k-1)H^T(k)[H(k)P(k|k-1)H^T(k)+R(k)]^-1

式中，H^T(k)为H(k)转置矩阵；R(k)为协方差矩阵；其他上同。

8)求取滤波方差矩阵P(k)：

P(k)＝[I-K(k)H(k)]P(k/k-1)

式中，I为单位矩阵；其他上同。

9)对当前轨迹点进行滤波

式中，为滤波后的当前目标状态最佳估计；上一时刻的目标状态最佳估计；其他上同。

10)目标运动轨迹的预测

式中，下一时刻的目标状态估计；为下一时刻的目标状态估计；为下一时刻的目标状态估计；其他上同。。

所述的粗跟踪伺服系统建模与仿真单元包括转台的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于执行控制指令，完成粗跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

转台动力学模型单元：包括驱动电机、转台负载，在仿真系统中可用Simulink工具的传递函数体现；输入的传递函数为反映真实转台的驱动特性，采用扫频方法分析粗跟踪系统的开环频谱特性，对控制系统进行频域分析得到的特性曲线，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，集成常见的PID、模糊PID、前馈PID、自适应控制算法，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。

所述的精跟踪伺服系统建模与仿真单元包括快速控制反射镜的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于完成精跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

快速控制反射镜动力学模型单元：包括力矩驱动装置、驱动负载，在仿真系统中可用Simulink工具的传递函数体现，输入的传递函数为反映真实快速控制反射镜的驱动特性，采用扫频方法分析精跟踪系统的开环频谱特性即对控制系统进行频域分析得到的特性曲线，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，集成常见的PID、模糊PID、自适应控制算法，控制系统根据控制效果进行选择，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。

复合轴目标跟踪系统全链路仿真流程见附图3，具体实现步骤如下：

(1)参数设置：启动仿真参数配置人机界面，支持用户对试验参数、想定方案以及系统运行所需参数的输入配置，包括：目标与背景信息配置，捕获、跟踪、瞄准过程粗、精跟踪探测器参数配置，动基座运动特性参数配置，目标解算单元参数配置，粗、精跟踪控制算法配置等；

(2)设置扫描方式：根据平台的位置和目标出现的不确定区确定扫描方式，并通过一定的优化方案来确定扫描方式、扫描速度等参数；

(3)捕获到目标后，采用复合轴跟踪方式对目标进行精确跟踪。由于平台和目标都是高速运动体，而光在两者之间传输时有延时，需要考虑运动平台和目标之间的相对运动，即通过超前瞄准装置来补偿两者之间的相对运动；

(4)当满足一定跟踪精度时，对目标进行瞄准，并发射光束至目标；

最后进行效果评估，如跟踪瞄准达不到预期效果，需定位原因，重新设置参数，并开始仿真，直至达到预期效果

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种复合轴目标跟踪仿真测试系统，包括相互间实现数据通信的多台计算机，其特征在于还包括运行于所述多台计算机内的复合轴目标跟踪仿真测试软件，所述软件包括目标生成建模与仿真单元、动基座建模与仿真单元、目标检测与信息解算建模与仿真单元、粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元，所述各单元之间协同工作，其中

目标生成建模与仿真单元，用于为动态跟踪瞄准仿真提供必要的空间背景模型和目标飞行特性数据，根据粗跟踪伺服系统建模与仿真单元、精跟踪伺服系统建模与仿真单元反馈的目标跟踪位置信息模拟跟踪视轴变化过程，为目标检测与信息解算建模与仿真单元提供动态图像信息；

动基座建模与仿真单元，用于实现真实的动基座平台运动特性的建模，模拟真实的运动环境，使仿真更接近真实系统，只输出动基座的运动参数；动基座的运动参数输出到目标检测与信息解算建模与仿真单元用于控制算法抗干扰检验；

目标检测与信息解算建模与仿真单元，包含目标检测模块和信息解算建模模块，目标检测模块用于实现对复合轴控制系统的探测器、测距机的建模，它接收目标生成建模与仿真单元的图像信息，为信息解算建模模块提供目标位置信息；信息解算建模模块用于模拟真实系统的目标解算装置，综合目标位置、动基座运动参数、粗跟踪角位置、精跟踪角位置等信息，通过共轴解算分别为粗跟踪伺服系统、精跟踪伺服系统提供控制指令信号。

粗跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立转台的动力学模型、伺服控制器模型，实现粗跟踪系统动态跟踪过程；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将粗跟踪伺服系统调整到相应的位置，并实时地将粗跟踪伺服系统的方位角和俯仰角发送给粗跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。

精跟踪伺服系统建模与仿真单元，用于建立快速控制反射镜的动力学模型、伺服控制器模型，实现精跟踪系统动态跟踪过程；它接收目标检测与信息解算建模与仿真单元的控制指令信息，将快速控制反射镜调整到相应的位置，实时地将快速控制反射镜的方位角和俯仰角发送给精跟踪伺服系统建模与仿真单元和目标生成建模与仿真单元。

2.根据权利要求1所述的目标跟踪仿真测试系统，其特征在于所述的目标生成建模与仿真单元包括目标系统单元和成像探测单元，其中

目标系统单元：包括机动模型库、目标库、作战环境库部分，机动模型库提供飞行目标匀速运动、变速运动、拐弯等运动模型，目标库包括导弹、战斗机、无人机典型攻击目标，作战环境库包括陆对陆、陆对空、陆对海、空对陆、空对空、空对海、海对陆作战环境；从动模型库、目标库、作战环境库中选择任意的组合来生成目标系统，目标的运动规律、形态及所在的战场环境均由程序预先设定；

成像探测单元：成像探测单元模拟真实的成像探测系统，实时反馈目标与跟踪视轴的位置关系；成像探测单元包括综合处理目标系统单元，输出数据、探测器噪声、动基座数据以及粗、精跟踪位置反馈数据生成脱靶量信号；捕获、跟踪、瞄准不同阶段对应不同的成像探测模型，所述不同的成像探测模型中探测分辨率、帧频影响探测精度的参数不同。

3.根据权利要求1所述的目标跟踪仿真测试系统，其特征在于所述的动基座建模与仿真单元包括动基座数据库单元和平台振动在线输出单元，其中：

动基座数据库单元：建立真实动基座平台运动数据库，提供车载、舰载、机载不同动基座平台运动特性；

平台振动在线输出单元：模拟车载、舰载、机载不同动基座平台实时振动情况，并通过通信接口实时作用在转台动力学模型，作为其振动扰动源；在仿真过程中根据设定动基座环境调用数据库内动基座运动数据。

4.根据权利要求1所述的目标跟踪仿真测试系统，其特征在于所述的目标检测与信息解算建模与仿真单元包括数据预处理单元、目标运动模型提取单元和目标轨迹滤波预测单元，其中：

数据预处理单元：在数据预处理中进行简单剔点将输入数据中误差较大的野点先行剔除，然后采用插值函数对野点处数据进行插值处理，填补剔除造成的数据少值情况；最后对脱靶量进行加密处理，消除由于脱靶量数据更新速率低带来的数据重复。

目标运动模型提取单元：目标跟踪与预测依赖于事先对目标运动的假定，目标运动假定的目的是采用合适的数学模型来描述目标的真实运动情况，根据经典的理论模型对目标轨迹进行初步估计，根据闭环残差调整模型结构，提取切实反映目标运动当前状态的数学(运动)模型；

目标轨迹滤波预测单元：在目标作非机动运动时，采用最基本的滤波与预测算法跟踪目标；目标发生机动时，采用自适应卡尔曼滤波。

5.根据权利要求1所述的目标跟踪仿真测试系统，其特征在于所述的粗跟踪伺服系统建模与仿真单元包括转台的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于执行控制指令，完成粗跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

转台动力学模型单元：包括驱动电机、转台负载，在仿真系统中可用Simulink工具的传递函数体现；输入的传递函数为反映真实转台的驱动特性，采用扫频方法分析粗跟踪系统的开环频谱特性，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，集成常见的PID、模糊PID、前馈PID、自适应控制算法，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。

6.根据权利要求1所述的目标跟踪仿真测试系统，其特征在于所述的精跟踪伺服系统建模与仿真单元包括快速控制反射镜的动力学模型单元和伺服控制器模型单元，用于完成精跟踪系统方位和俯仰独立跟踪，其中：

快速控制反射镜动力学模型单元：包括力矩驱动装置、驱动负载，在仿真系统中可用传递函数体现，输入的传递函数为反映真实快速控制反射镜的驱动特性，采用扫频方法分析精跟踪系统的开环频谱特性，再使用传递函数拟合真实系统的开环频谱特性；

伺服控制器单元：集成控制算法，仿真系统根据在线仿真效果选择合适的控制算法以及最优的控制参数。