為解決炮射高旋彈丸的滾轉角測量問題,本文研究了基于地磁的彈丸滾轉角測量和精度檢驗方法,開展了彈載磁測量誤差建模與校正、滾轉角測量的系統(tǒng)誤差建模仿真以及滾轉角磁測量精度飛行試驗驗證等方面的研究。為了校正彈載磁測量的誤差,通過分析誤差來源,建立了包含傳感器系統(tǒng)誤差與彈體軟硬磁干擾的線性磁測量模型;針對彈載磁測量環(huán)境下獨立姿態(tài)的磁校正問題,提出了基于代數(shù)橢球擬合的線性磁校正方法,求解了基于對稱矩陣假設的磁干擾系數(shù)矩陣。經(jīng)單兵武器飛行試驗驗證,橢球擬合校正后磁測量總體誤差小于0.5%。對比代數(shù)與幾何橢球擬合的磁校正方法,由飛行試驗數(shù)據(jù)得出:彈載磁測量環(huán)境下代數(shù)橢球擬合方法計算時間短、誤差標準差小。為了檢驗對稱矩陣假設下橢球擬合校正方法的單軸磁測量精度,進行了地面轉臺試驗。試驗結果表明,采用橢球擬合的方法比非獨立姿態(tài)的磁校正方法最大多3%的誤差。為了在降低試驗成本的同時獲得滾轉角測量的整體精度,進行了基于地磁測量彈丸滾轉角的系統(tǒng)誤差仿真研究。由于修正彈藥在飛行中存在無控和修正兩種情況,所以分別在兩種情況下研究單地磁和地磁與衛(wèi)星組合兩種方法的輔助角誤差散布規(guī)律,并建立了輔助角誤差模型。在無控飛行狀... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３�。眹a激光制導炮彈?圖１．４國產ＷＳ－３５出口制導炮彈??公開資料顯示，美國＂神劍＂制導炮彈、國產ＧＰ－１和ＷＳ－３５制導炮彈均采用了慣??＂＂

ＩｎｖｅｎＳｅｎｓｅ公司生產的包含Ｈ軸地磁、Ｓ軸陀螺儀和Ｈ軸加速度計的消費級ＭＡＲＧ??（Ｍａｇｎｅｔｉｃ，?Ａｎｇｕｌａｒ?Ｒａｔｅ?ａｎｄ?Ｇｒａｖｉｔｙ）傳感器芯片?ＭＰＵ９２５５腳僅有?３．〇ｘ３．〇ｘ?１．０ｍｍ?大??小，如圖１．５所示；而Ａｎａｌｏｇ?Ｄｅｖｉｃｅｓ公司生產的十自由度（王軸地磁、Ｓ軸陀螺儀、??Ｈ軸加速度計和氣壓計）的戰(zhàn)術級ＭＥＭＳＩＭＵ模塊乂〇１５１６４８０＾３］僅有４７ｘ４４ｘｌ４ｍｍ大??小，如圖１．６所示。包含地磁的測姿與導航技術在旋轉彈丸、小型無人機口４’ｗ］、水下自??主機器人［３６，３７］、汽車［３８］、移動通信終端和行人導航［３９＂＾１］等方面也得到了顯著的發(fā)展。??圖１．５消費級９軸ＭＰＵ９２５５芯片?圖１．６戰(zhàn)術級１０軸ＡＤＩＳ化４８０模塊??采用微慣性或衛(wèi)星導航的彈載設備往往會增加磁傳感器做輔助導航，因而基于組合??磁的姿態(tài)測量與導航方式在彈載設備中應用十分普遍。在下文中將針對基于地磁的炮射??彈丸姿態(tài)測量技術展開說明。??（１）國外地磁姿態(tài)測量技術研究概述??１９％年，瑞±與德國聯(lián)合研制用于提高高旋火箭彈命中精度的參考軌跡校正控制??系統(tǒng)（ＣＯＲＥＣＴ）?［４２］，采用多天線衛(wèi)星導航系統(tǒng)與地磁傳感器測量滾轉角的組合測量方??式，經(jīng)飛行試驗結果表明：在沒有慣性設備輔助導航的校正精度滿足預期設定。２００１年，??美國進行了組合磁的衛(wèi)星與慣性測量單元系統(tǒng)的火箭彈飛行演示試驗，獲得了大量的??５??

針對Ｗ上提出的彈載測量誤差校正及楠球擬合的數(shù)學方法問題、磁測量滾轉角在修??正狀態(tài)下的系統(tǒng)誤差建模問題１＾及姿態(tài)測量精度考核的問題，通過誤差建模、軟件仿真、??地面試驗及實彈飛行試驗等手段完成Ｗ下工作，研巧肉容結構框圖如圖１．７所示。??炮射彈藥的質智能化及靈?線性建模仿真ｒａｓｕｎ??Ｓ化研Ａ?Ｉ和試驗Ｔ磁ｙＥ?Ｉ?ｌｌｇｗ??彈丸的導麵巧?Ｉ?楠球擬合巧＾對稱磁干擾ｆ???ｆ－?１?矩陣假設的＾正精度研巧?法比較和地＾驗Ｉ??少的姿態(tài)角視離?Ｉ；?＆；人＾統(tǒng)建模仿真諱丸醜??曙．，轅巧角測化．朽巧昂蘇纖撞驗；??－封揖丸巧Ｉ?＇?Ａ?沒?？＾．‘１．，＇，扣｜＇＇??己、若角鍵量Ｉ?！?輔助角系統(tǒng)誤差建???Ｉ?＇?！??模和仿真?＾???１?：??衛(wèi)星？?鱗道仿真■｛先驗顏信息＾??圖１．７研巧內容結構圖??第一章，緒論。主要闡述本文研充的背景、對象和意義。介紹了國內外兩種型號的??炮射精確制導彈藥，ｙＸ及其姿態(tài)測量方法的研巧現(xiàn)狀。闡述了炮射高旋彈丸磁測量的必??要性。針對該研究內容的Ｈ個重要組成部分：地磁測量校正方法、基于地磁的姿態(tài)測量??方法１＾及飛行試驗的滾轉角測量技術進行了文獻綜述。??第二章，建立地磁的彈丸滾轉角測量模型及彈道聯(lián)合仿真模型。概述了地磁場主要??組成部分及特性，選擇適合彈載環(huán)境的測量芯片Ｗ及適用于計算機仿真的國際參考磁場??９??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]隔轉鴨舵式彈道修正彈電磁執(zhí)行機構工況研究[J]. 程杰,于紀言,王曉鳴,姚文進.  兵工學報. 2014(12)
[2]隔轉鴨舵式彈道修正彈氣動力工程模型與辨識[J]. 程杰,于紀言,王曉鳴,姚文進.  兵工學報. 2014(10)
[3]基于衛(wèi)星/地磁組合的彈箭滾轉姿態(tài)解算方法[J]. 苗勁松,翟英存,茍秋雄,陳德明,王琨.  彈箭與制導學報. 2014(05)
[4]2005-2010年中國地磁測量與地磁場模型的應用[J]. 徐如剛,顧左文,黎哲君,談昕,張毅,王雷,袁潔浩,翟洪濤,辛長江,蘇樹鵬.  地球物理學進展. 2014(05)
[5]全張量地磁梯度基準圖構建及其組合導航方法[J]. 劉繁明,張迎發(fā),錢東,姚建奇.  測繪學報. 2014(03)
[6]地磁導航技術的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 李興城,張慧心,張雙彪.  飛航導彈. 2013(10)
[7]高速旋轉彈飛行姿態(tài)磁測解算方法[J]. 龍達峰,劉俊,張曉明,李杰.  彈道學報. 2013(02)
[8]國外制導炮彈發(fā)展綜述[J]. 白毅,仲海東,秦雅娟,夜樂萍.  飛航導彈. 2013(05)
[9]高轉速彈丸磁強計/太陽方位角傳感器組合測姿方法[J]. 馬國梁.  南京理工大學學報. 2013(01)
[10]最新國際地磁參考場模型IGRF11研究[J]. 劉元元,王仕成,張金生,鄭玉航,喬玉坤.  地震學報. 2013(01)

博士論文
[1]雙旋彈飛行特性與制導控制方法研究[D]. 朱大林.北京理工大學 2015
[2]旋轉彈體背景磁場模型和地磁姿態(tài)測試方法研究[D]. 向超.南京理工大學 2013
[3]旋轉制導炮彈飛行彈道及控制系統(tǒng)設計方法研究[D]. 楊榮軍.南京理工大學 2012
[4]脈沖末修迫彈彈道特性分析與控制方案設計[D]. 曹小兵.南京理工大學 2012
[5]地磁導航關鍵技術研究[D]. 寇義民.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[6]基于磁傳感器組合的旋轉彈體姿態(tài)測試方法研究[D]. 李玎.南京理工大學 2009
[7]基于組合測量的彈箭圖像末修技術[D]. 柏杰鋒.南京理工大學 2008
[8]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學 2008
[9]指令修正彈藥組合測量和自裝定[D]. 孟新宇.南京理工大學 2008
[10]基于地磁探測的彈丸滾轉角辨識系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 陳勇巍.南京理工大學 2007

碩士論文
[1]基于磁阻傳感器的旋轉穩(wěn)定彈滾轉角測量[D]. 郭藝進.北京理工大學 2015
[2]基于地磁和微慣性器件組合的姿態(tài)測量系統(tǒng)研究[D]. 伊程毅.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]基于TMS320C6747的彈載GPS接收機研究[D]. 張學良.南京理工大學 2009
[4]慣性/地磁組合導航技術研究[D]. 晏登洋.西北工業(yè)大學 2007



本文編號：2931298