● 摘要
导弹的基准建立精度是导弹命中精度的重要决定因素之一。常规发射井或固定阵地中发射导弹前可通过光瞄等方法完成弹载惯导基准建立。为了避免战时导弹遭到对方打击,导弹需要具备机动发射能力。受限于场地、时间等因素中传统光瞄方法不再适用于机动发射,因此研究机动发射弹载惯导基准快速建立技术具有重要意义。
本文以光纤捷联惯导(Strapdown Inertial Navigation System, SINS)为基础,对机动发射弹载光纤惯导基准快速建立技术开展研究。主要工作有以下几方面内容:
(一)机动发射弹载惯导基准建立方案研究。对比分析了引入式对准和自主式对准两种基准建立方式的优缺点,结合机动发射的特点,设计了一种适用于机动发射的弹载惯导基准建立方案。该方案摒弃了车载惯导安装在发射车上的传统安装方式,将车载惯导安装在发射架底部,在行进中利用激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter, LDV)信息辅助完成车载惯导方位对准,到达发射阵地停车起竖后,将车载惯导方位基准通过方位垂直传递装置传递给弹载惯导作为初始方位角,同时弹载惯导自身完成水平快速对准。
(二)基于最优估计的SINS/LDV组合动基座对准技术研究。在分析激光多普勒测速仪各误差源对速度测量影响的基础上对测速仪误差进行建模,基于测速仪误差模型建立了SINS/LDV组合速度、位置误差模型,依据组合误差模型分析了组合导航系统的误差传递规律并进行了误差分配;基于误差模型设计了用于动基座对准的组合卡尔曼滤波器,仿真及跑车试验结果表明在实现了车辆机动后航向角误差估计补偿的同时也放宽了跑车前对系统参数标定精度的要求。在分析依托路标点的参数标定方法缺点的基础上,设计了一种基于纯惯性解算的参数标定方法并进行了仿真及跑车试验验证。
(三)基于罗经法的捷联惯导动基座对准技术研究。设计了车载导航系统同时工作在罗经对准和航位推算两个工作状态,两系统之间在线进行导航信息交互,构成闭环系统。分析了激光多普勒测速仪速度噪声对捷联罗经动基座对准精度的影响,提出了一种基于实测加速度计信息辅助的激光多普勒测速仪速度平滑方法,利用平滑后的测速仪速度辅助车载捷联惯导实现了捷联罗经动基座对准。针对惯组长期贮存过程中陀螺零偏漂移造成罗经法航向对准误差的问题,设计了一种基于航位推算的陀螺零偏现场标定方法。
(四)导弹发射前弹载捷联惯导基准快速建立技术研究。对静态下惯导误差模型进行了简化;设计了基于两位置对准的车载惯导方位保持方法实现了弹起竖过程中车载惯导方位精度保持;针对普通卡尔曼滤波对准时间长的问题提出了基于简化的误差模型的逆向卡尔曼滤波对准算法,通过对保存的陀螺和加速度计原始数反复迭代滤波计算缩短捷联惯导水平对准时间。试验结果表明基于逆向卡尔曼滤波器的水平对准时间能缩短到5秒以内,为导弹起竖后弹载捷联惯导水平快速对准提供了一个技术途径。
相关内容
相关标签