● 摘要
船体变形角的存在是造成舰船作战平台难以建立统一姿态基准的根本原因，基准失准将影响平台的空间信息共享效果并导致协同作战误差，精确测量舰船作战平台的变形角，实现各战位点基准的精确引导，是进一步提升我军武器装备作战性能必须解决的重大技术问题。
本文对基于惯性姿态匹配法测量船体变形角的关键技术进行了深入的研究。论文的主要工作和成果如下：
1 在研究角增量匹配法的基础上，提出了一种更为优化的姿态匹配法来测量船体变形角。惯性匹配法基于Kalman滤波原理，滤波观测量可由两组惯性测量单元（IMU，inertial measurement units）的惯性姿态输出直接得到，该滤波观测量与船体的实时变形量、两组IMU惯性空间的失准角具有线性关系，结合船体变形模型、姿态误差模型、陀螺漂移模型即可构建完整的Kalman滤波方程对船体变形角进行实时最优估计。仿真结果表明，姿态匹配法三个方向船体变形估计结果的均方根误差（STD）优于1.4"、2.1"、1.2"。
2 在对光学测量系统实测的船体变形数据进行数据分析和算法仿真的基础上，提出了船体变形角的高精度建模方案及模型参数求解方法；详细研究了变形角模型参数对变形角估计精度的影响。
3 针对大变形角导致的非线性误差，提出了一种基于坐标系虚拟旋转，将大角度转换为小角度的方案，有效抑制大变形角导致的非线性误差，减小大变形角对变形估计精度的影响。
利用实船搭载试验数据对姿态匹配法进行了实测数据仿真验证，与同步录取的光路数据进行比对，各方向船体变形估计均方根误差（STD）优于14.3"、9.3"、6.2"。