現(xiàn)代戰(zhàn)爭對武器的精度要求越來越高,針對常規(guī)彈藥制導(dǎo)化、智能化的背景需求及MEMS慣性器件的發(fā)展,組合導(dǎo)航系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域上具有廣闊的應(yīng)用前景。組合姿態(tài)測量技術(shù)作為導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部分,對導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和精度具有較大的影響。本文以旋轉(zhuǎn)彈藥姿態(tài)測量系統(tǒng)為工程應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)了以MEMS慣性/地磁組合的姿態(tài)測量系統(tǒng),并結(jié)合低成本、小型化和高動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性的要求,將高性能的數(shù)字信號處理器TMS320F28335應(yīng)用于系統(tǒng),并通過GPS、卡爾曼濾波信息融合技術(shù)來進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度。論文首先總結(jié)了目前組合導(dǎo)航姿態(tài)測量的方法,描述了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀;接著對MEMS慣性/地磁組合測姿系統(tǒng)中用到的一些基本理論做了詳細(xì)的概述;根據(jù)組合測姿系統(tǒng)的工作原理和功能需求,進(jìn)行了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和核心器件的選型;然后提出了組合測姿系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì),系統(tǒng)采用抗高過載的MEMS陀螺慣性器件和地磁傳感器以及高性能的A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成信號采集單元,將高性能的數(shù)字信號處理器TMS320F28335應(yīng)用于系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了由DSP控制A/D的姿態(tài)解算系統(tǒng),為導(dǎo)航系統(tǒng)中的復(fù)雜算法提供條件;最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。對地磁滾轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＸＭ９８２?“神劍”高智能準(zhǔn)確導(dǎo)航彈藥?圖１．２ＡＰＫＷＳ高智能準(zhǔn)確導(dǎo)航火箭彈??

１９９９年英國研制了一種高智能準(zhǔn)確導(dǎo)航彈藥射程修正引信“ＳＴＡＲ”，具有ＧＰＳ阻??尼接收機(jī)和減結(jié)構(gòu)速如圖１．３，?Ｍ５４９式炮彈加裝了此引信并取得了射擊試驗(yàn)的成功。法??國研制了地面多普勒雷達(dá)和ＧＰＳ的兩種一維修正引信系統(tǒng)�；冢牵校拥臑椤埃樱粒停校遥粒樱�??地面火炮射擊精度改進(jìn)系統(tǒng)”采用的是地面設(shè)備接受來之ＧＰＳ的信息并控制彈丸上的??阻尼減速板。另一種是“ＳＰＡＣＩＤＯ改進(jìn)系統(tǒng)”方案，如圖１．４。它依靠炮口多普勒雷達(dá)??測速跟蹤測量高智能準(zhǔn)確導(dǎo)航彈藥彈丸飛行速度變化，計(jì)算阻尼減速裝置最佳展開時(shí)??亥ＩＪ，并發(fā)送給彈丸［２］。??“二維彈道修正引信”是簡易制導(dǎo)彈藥修正技術(shù)發(fā)展的第三階段，即能對彈道縱橫??向的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。它主要有微型ＧＰＳ接收機(jī)、姿態(tài)傳感器和執(zhí)行部分組成，其通過??ＧＰＳ接收機(jī)來測得彈體的實(shí)時(shí)位置，姿態(tài)傳感器測得彈體的飛行姿態(tài)，把所得結(jié)果與理??論彈道對比，最后通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來修正彈體姿態(tài)。在射程超過１００ｋｍ時(shí)，能將普通彈藥??的誤差減少３？１０倍［３１。??

美國阿連特公司的ＸＭＵ５６式精確制導(dǎo)組件（ＰＧＫ）是一種可以應(yīng)用于現(xiàn)役常規(guī)彈??藥的低成本的彈道修正引信。常規(guī)彈藥加上ＰＧＫ后，在射程５０ｋｍ時(shí)的圓概率射擊誤差??（ＣＥＰ）是５５ｍ，精度明顯提高。如圖１．５所示。??英國ＢＡＥ公司在Ｍ７８２上研制了?ＧＰＳ的彈道修正引信，其修正是減速裝置通過改??變空氣阻力來實(shí)現(xiàn)。初始縱向修正通過微調(diào)減速板實(shí)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)減速板完成橫向調(diào)節(jié)，末??段縱向修正由主減速器完成。如圖１．６所示。??我國在簡易制導(dǎo)彈藥方面的研究起步較晚。在“十五”期間，中國兵器裝備研究院??五九分部，在彈藥復(fù)合增程技術(shù)和自適應(yīng)彈道修正技術(shù)上，取得了一定的成果。其中，??西北工業(yè)大學(xué)的谷良賢教授在做了一些研究。中北大學(xué)在火箭彈設(shè)計(jì)、彈道仿真方面進(jìn)??行了部分理論研究［４］。二維彈道修正引信技術(shù)的研究對于提高我國武器的性能具有重要??的意義［５］。??１．２．２慣性導(dǎo)航技術(shù)??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于地磁傳感器與MEMS陀螺儀組合姿態(tài)測量技術(shù)研究[D]. 閆愛天.南京理工大學(xué) 2016
[2]地磁/陀螺姿態(tài)測量組合系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 任志華.中北大學(xué) 2013
[3]制導(dǎo)炮彈末段修正系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 楊曉明.中北大學(xué) 2012
[4]基于靈巧彈藥的目標(biāo)探測與彈道修正技術(shù)研究[D]. 張斌.中北大學(xué) 2010
[5]高動(dòng)態(tài)環(huán)境下MIMU/地磁組合姿測技術(shù)研究[D]. 賀飛.中北大學(xué) 2010
[6]基于地磁、陀螺原理的姿態(tài)測試技術(shù)研究[D]. 段精婧.中北大學(xué) 2010
[7]小型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 楊敏.中南大學(xué) 2010
[8]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉(zhuǎn)角[D]. 孫寧.南京理工大學(xué) 2008
[9]基于TMS320C6713和USB2.0的多路實(shí)時(shí)信號采集系統(tǒng)的研究[D]. 楊俊波.上海交通大學(xué) 2008
[10]基于MEMS的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[D]. 梁谷.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3012472