【摘要】：精確制導(dǎo)炮彈憑借精度高、成本低、對(duì)點(diǎn)目標(biāo)攻擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中最重要的作戰(zhàn)武器之一。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro Electronic Mechanic System)技術(shù)的迅猛發(fā)展,由MEMS慣性器件構(gòu)成的微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(MINS,Micro Inertial Navigation System)憑借體積小、精度高、成本低廉的優(yōu)勢(shì)在武器制導(dǎo)系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此,發(fā)展基于MINS的精確制導(dǎo)炮彈可實(shí)現(xiàn)常規(guī)火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)性能的提高。針對(duì)制導(dǎo)炮彈用捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)高旋、高動(dòng)態(tài)的工作背景,本文研究了彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的圓錐誤差和尺寸效應(yīng)誤差,主要內(nèi)容為:1.介紹炮彈常用坐標(biāo)系及其之間的轉(zhuǎn)換,推導(dǎo)慣導(dǎo)姿態(tài)、導(dǎo)航解算算法和慣導(dǎo)誤差方程,介紹數(shù)據(jù)融合技術(shù)。2.建立尺寸效應(yīng)誤差模型,分析誤差影響。提出基于利用速度誤差觀(guān)測(cè)標(biāo)定尺寸效應(yīng)誤差的方法,并通過(guò)仿真分析了影響標(biāo)定精度的因素。通過(guò)編制MIMU標(biāo)定時(shí)特殊位置,提出一種解析標(biāo)定法。由誤差模型,推導(dǎo)尺寸效應(yīng)補(bǔ)償算法。并最終利用轉(zhuǎn)臺(tái)完成標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。3.研究捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)圓錐誤差的產(chǎn)生機(jī)理,推導(dǎo)基于角速率輸入的旋轉(zhuǎn)矢量算法并在標(biāo)準(zhǔn)圓錐運(yùn)動(dòng)條件下對(duì)其優(yōu)化化。提出了兩種改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)矢量?jī)?yōu)化算法并仿真驗(yàn)證算法效果。4.推導(dǎo)彈道仿真數(shù)據(jù)生成過(guò)程,在彈道環(huán)境下完成推導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)矢量算法的數(shù)值仿真。
【圖文】：

隨著美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ＧＰＳ）以及首的西方國(guó)家著重研究將衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航成功的研制了多款ＩＮＳ／ＧＰＳ復(fù)合制導(dǎo)方式的著名［１６］�！吧駝Α敝茖�(dǎo)炮彈系統(tǒng)內(nèi)部包含彈載慣至彈道最高點(diǎn)時(shí)展開(kāi)鴨式翼，由ＧＰＳ／ＩＮＳ導(dǎo)航系上空進(jìn)行垂直打擊。ＸＭ９８２彈長(zhǎng)１米，彈徑１５５，制導(dǎo)精度圓概率誤差在１０？２０米［１７］。在ＧＰＳ彼此可以?xún)?yōu)勢(shì)互補(bǔ)取長(zhǎng)補(bǔ)短。ＧＰＳ接收機(jī)可以時(shí)而準(zhǔn)確的數(shù)值并進(jìn)行補(bǔ)償，提高制導(dǎo)精度。ＩＮ給ＧＰＳ接收機(jī)跟蹤回路，從而減少其采集ＧＰＳ機(jī)的抗干擾能力和動(dòng)態(tài)特征。如果ＧＰＳ接收機(jī)立工作，并且提供的位置和速度值能夠幫助ＧＰ。該制導(dǎo)技術(shù)不受天氣及射程的影響，具備實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。逡逑

２．３．２按照濾波器估計(jì)參數(shù)的不同，，卡爾曼濾波可分為直接濾波和間接濾波。直接濾波用逡逑于估計(jì)導(dǎo)航參數(shù)本身（如慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的經(jīng)度、緯度、對(duì)地速度Ｇ、、匕等），卡爾逡逑曼濾波器接收慣導(dǎo)和其他導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航參數(shù)，然后進(jìn)行計(jì)算，直接估計(jì)出導(dǎo)航參數(shù)的逡逑最優(yōu)值；而間接濾波則以慣導(dǎo)系統(tǒng)與其他導(dǎo)航設(shè)備各自輸出的導(dǎo)航參數(shù)誤差輸入濾波器，逡逑卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)航參數(shù)誤差量的最優(yōu)估計(jì)值。由于直接濾波的狀態(tài)方程都是非線(xiàn)性逡逑的，必須采用非線(xiàn)性濾波，直接法包含了導(dǎo)航參數(shù)的絕對(duì)量和計(jì)算相應(yīng)軸向的量測(cè)值，逡逑這些參數(shù)變化速率大，且參數(shù)之間的數(shù)量級(jí)極有可能相差較大，給計(jì)算造成很多困難，逡逑最終可能導(dǎo)致濾波發(fā)散。而間接法的狀態(tài)方程是線(xiàn)性的，且導(dǎo)航參數(shù)誤差值為輸入，降逡逑低了量測(cè)值的采樣周期和濾波計(jì)算周期，因此實(shí)際工程應(yīng)用中主要還是采取間接濾波，逡逑本文也將選擇間接濾波方法。逡逑經(jīng)過(guò)間接法卡爾曼濾波計(jì)算，估計(jì)出慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差量后，有兩種處理方式，輸出逡逑校正和反饋校正。輸出校正只利用估計(jì)的誤差量用作慣導(dǎo)輸出的校正量，而反饋校正方逡逑式則會(huì)利用估計(jì)出的誤差量反饋到慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)部，對(duì)誤差進(jìn)行校正。由于校正方式的不逡逑同，輸出校正方式可以對(duì)傳感器誤差進(jìn)行估計(jì)，因而常用于初始對(duì)準(zhǔn)或傳感器標(biāo)定等過(guò)逡逑程中，而反饋校正則常用于導(dǎo)航過(guò)程。逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TJ413.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2612284