基于GRU-KAN的高速飞行器轨迹预测方法 - 苏雨; 张龙政腾; 赵国宏; 郭正玉; 张科 (航空兵器, 2024)
TJ760; 高速飞行器具有飞行速度快、机动范围大、突防能力强等特点,对防御系统具有较大威胁.精准预测敌方高速飞行器在制导阶段的飞行轨迹,可以提前掌握其飞行航迹,为拦截敌方导弹提供有效的技术支持.因此,本文针对高速飞行器中制导阶段的轨迹预测问题,提出一种基于门控循环单元与 KAN 网络架构(Gated Recurrent Unit-Kolmogorov-Arnold Network,GRU-KAN)的轨迹预测模型.首先,建立弹道坐标系下的高速飞行器运动模型,通过纵向跳跃机动模型建立轨迹数据库.随后,利用滑动窗口对轨迹数据进行分割预处理,得到轨迹数据集.最后,基于GRU和KAN架构设计轨迹预测网络,以50 s轨迹数据为输入,输出150 s预测得到的轨迹数据.实验结果表明,该模型具有更小的网络复杂度,在经度、纬度和高度方向的最大平均预测误差分别为7.58 × 10-2°、9.48 × 10-3°和7.51 ×101 m,经纬度方向与传统智能时序预测模型的预测误差相差不大,但在高度方向上,预测结果相比传统的GRU预测模型提升了 27.8％,相比LSTM预测模型提升了 70.5％.