● 摘要
随着导航技术的发展,捷联式惯性导航系统已广泛用于军事领域,尤其是战术武器的制导控制方面。初始对准作为惯性系统正常工作的第一步,初始对准的精度和时间直接影响到惯导系统的作战性能。传递对准技术因其对准精度高、对准速度快的特点,成为新一代战术武器系统的关键技术。本文针对多弹头战术武器的子弹惯导传递对准及在线标定问题,从子弹惯导安装角对传递对准性能影响展开研究。
本文首先研究了传递对准原理,推导并建立了传递对准的系统误差方程;介绍了卡尔曼滤波器的基本原理并给出了实际系统中使用的离散化滤波器的应用设计;设计并实现了弹载仿真轨迹发生器。
然后比较分析了不同传递对准匹配模式的特点,实现了速度、姿态和速度加姿态传递对准算法。根据弹载环境下的轨迹和机动特性,设计了速度加姿态匹配的弹载传递对准方案,利用仿真软件实现了算法的仿真验证。通过误差协方差分析方法,对速度加姿态匹配传递对准的可观测性进行分析,根据安装角度对器件误差输出激励原理,提出了一种基于安装角激励的可观测性增强方法,并实现了大安装角情形的速度加姿态匹配传递对准算法。
在现有惯性技术指标基础上,为了提高子弹惯导的导航定位精度,提出了基于一种安装角度激励的在线标定方法,能够在子弹惯导传递对准过程对器件误差进行在线标定和补偿,通过仿真软件实现了标定方法的仿真,验证了在线标定方法的可行性。
本文最后利用真实的飞行试验数据,对在线标定方法进行了半实物验证,证实了基于安装角度激励的在线标定方法的正确性和实用性。