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本发明公开了一种用于高精度弹道实时定轨的抗差加权观测融合平方根UKF方法，该方法由构建多传感器测量弹道动力学系统模型、数据融合、抗差处理三个部分构成。其中多传感器测量弹道动力学系统模型包括再入弹道的状态方程，各个测量体系的观测方程；数据融合包括建立集中式融合弹道测量方程；建立加权测量融合系统最优方程；计算测量融合方程的系数矩阵以及近似函数；抗差处理包括，计算测量融合残差矩阵；基于M估计算抗差权因子；设定判定异常值的条件辨识异常值；计算融合测量噪声算等价协方差矩阵进行野值修正；采用平方根UKF算法估计弹道参数。本发明可以较好地对来自多个传感器的测量信息进行有效的融合，并且可对测量数据可能存在的异常值进行及时地修正，实现了多个传感器弹道的高精度跟踪。