题目：星图匹配制导技术研究

当弹载惯导系统存在初始位置和初始方位误差以及陀螺漂移时，都将对弹道导弹的命中精度造成影响。本论文以星图匹配技术来消除上述误差源造成的弹道导弹落点误差,该技术利用大视场角星敏感器获得的星光方位信息估计平台误差角，分离初始定向定位误差及陀螺漂移误差，并补偿上述误差造成的弹载惯导系统定位误差。论文除进行了星光-惯性组合制导原理研究与推导外，还研究和开发了弹道导弹轨迹发生器，在此基础上对星光-惯性组合制导方案进行仿真验证。首先，设计了弹道导弹的轨迹发生器，并研究了空间稳定惯性导航方案下的力学编排方案，根据轨迹发生器给出的数据对空间稳定惯性系统进行了仿真，并和轨迹发生器给出的标准信息进行了比较，验证了算法精度。其次，研究了星模式识别的关键问题.研究了星图的底层图像处理技术，通过对实际拍摄的图片进行处理,验证了算法的有效性.论文对几种典型的星图识别方法进行了分析比较，给出了有实用价值的结论,最后针对以上算法的不足提出了一种新的识别算法即基于几何不变量的星图识别算法.初步的仿真试验证实了该算法具有良好的性能,并对该算法的适用性进行了分析。再次，研究了单星制导方案中的不可观陀螺漂移问题，从原理上证明了利用单星制导条件下的陀螺常值漂移只能是部分可观的，文章推导了可观部分的陀螺漂移估计公式，利用第一部分设计的轨迹发生器仿真了有陀螺漂移、没有陀螺漂移、部分补偿后三种情况下的导弹落地点精度。最后，在星图匹配辅助惯导的研究中，推导了利用星图匹配技术估计初始定位定向误差的公式，对于陀螺漂移的估计则分别研究了静态和动态估计方法，静态的方法对平台惯导和捷联惯导都有辅助作用，而动态估计方法仅适用于弹载捷联惯导系统。静态的方法通过多颗星的信息采用最小二乘法来估计平台误差角，进而分离出陀螺常值漂移，仿真表明了这种静态的星光－惯性复合制导精度较高，具有可行性；动态的方法则在有关文献的基础上结合陀螺漂移模型开发了以四元数误差和陀螺漂移为状态变量、误差四元数和陀螺漂移为状态变量的几种组合模式，并给出了组合导航系统的状态方程和量测方程。采用卡尔曼滤波和自适应滤波对选取的组合模式进行了仿真，通过仿真结果的分析，进一步比较了组合导航系统的组合模式和滤波方法，得出了适合于实际应用的方案。