【摘要】：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具備完全自主、高隱蔽性、數(shù)據(jù)更新率高等特點(diǎn),在現(xiàn)代精確制導(dǎo)炸彈中具有非常重要的作用。對(duì)于彈載的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng),高精度的初始對(duì)準(zhǔn)對(duì)提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度具有重要作用。由于彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的慣性器件精度較低,需要利用機(jī)載的高精度慣導(dǎo)進(jìn)行傳遞對(duì)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的線(xiàn)性傳遞對(duì)準(zhǔn)模型在推導(dǎo)過(guò)程中采用了小角度假設(shè),適用于失準(zhǔn)角為小角度的情況。但是對(duì)于機(jī)載精確制導(dǎo)炸彈而言,由于載機(jī)的機(jī)動(dòng)或者載機(jī)處于惡劣的飛行條件下,失準(zhǔn)角不再為小角度,導(dǎo)致系統(tǒng)非線(xiàn)性程度的增加；這種情況下,繼續(xù)使用線(xiàn)性模型會(huì)導(dǎo)致傳遞對(duì)準(zhǔn)精度下降,無(wú)法達(dá)到所需的精度,甚至導(dǎo)致濾波器不穩(wěn)定或者發(fā)散。本文對(duì)大失準(zhǔn)角條件下機(jī)載制導(dǎo)炸彈的傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了研究。首先在介紹了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理和力學(xué)編排的基礎(chǔ)上,分析了慣性器件誤差的模型并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)化,推導(dǎo)了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差公式。根據(jù)初始失準(zhǔn)角大小和是否采用小角度假設(shè),推導(dǎo)了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)的線(xiàn)性模型和非線(xiàn)性模型。其次,介紹和分析了線(xiàn)性的卡爾曼濾波、非線(xiàn)性的無(wú)跡卡爾曼濾波和容積卡爾曼濾波的基本理論和優(yōu)缺點(diǎn),概述了傳遞對(duì)準(zhǔn)在匹配方法研究和可觀(guān)測(cè)性研究上的發(fā)展,并通過(guò)基于PWCS的奇異值分解方法對(duì)其可觀(guān)測(cè)性進(jìn)行了分析,并根據(jù)結(jié)論選擇本文仿真采用的匹配方法和機(jī)動(dòng)方式。隨后,分析了桿臂效應(yīng)、撓曲變形和時(shí)間延遲三類(lèi)誤差,對(duì)桿臂效應(yīng)采用力學(xué)補(bǔ)償法、對(duì)撓曲變形采用等效為觀(guān)測(cè)噪聲、對(duì)時(shí)間延遲采用預(yù)估補(bǔ)償法,建模仿真分析每一類(lèi)誤差對(duì)傳遞對(duì)準(zhǔn)性能造成的影響,以及補(bǔ)償方法的效果。在此基礎(chǔ)上綜合三類(lèi)誤差和補(bǔ)償方法進(jìn)行仿真。最后,針對(duì)非線(xiàn)性濾波計(jì)算量較大限制了在實(shí)際工程中的應(yīng)用,提出將降維CKF應(yīng)用在快速傳遞對(duì)準(zhǔn)中,推導(dǎo)了快速傳遞對(duì)準(zhǔn)的降維算法,并通過(guò)仿真比較了降維CKF和CKF的傳遞對(duì)準(zhǔn)結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN96
【圖文】：

炥ＣＥ逡逑遂逡逑圖１．２瓜ＡＭ結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖逡逑Ｗ邋ＪＤＡＭ為例（見(jiàn)圖１．１和圖１．２），ＪＤＡＭ是美軍對(duì)常規(guī)航空炸彈進(jìn)行改造的典逡逑范，是通過(guò)在現(xiàn)有的航空炸彈基礎(chǔ)上加裝ＧＰＳ／ＩＮＳ精確制導(dǎo)系統(tǒng)改裝而成的一類(lèi)制導(dǎo)逡逑炸彈，通過(guò)彈載的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和ＧＰＳ系統(tǒng)的引導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候條件下的精確逡逑打擊。在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中ＪＤＡＭ首次投入實(shí)戰(zhàn)，并在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)上得到了廣泛逡逑應(yīng)用。逡逑目前，這類(lèi)應(yīng)用ＧＰＳ脂Ｓ導(dǎo)航系統(tǒng)的精確制導(dǎo)炸彈已經(jīng)成為現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中打逡逑擊地面目標(biāo)的重要手段。精確制導(dǎo)炸彈當(dāng)前的主要發(fā)展方向包括：系列化、通過(guò)加裝逡逑滑翔彈翼增加打擊距離、在ＧＰＳ／ＩＮＳ制導(dǎo)的基礎(chǔ)上發(fā)展ＧＰＳ／ＩＮＳ＋末端尋的復(fù)合制導(dǎo)逡逑方式。下表為近年來(lái)部分國(guó)家的制導(dǎo)炸彈發(fā)展情況。逡逑２逡逑

Ｄｉｒｅｃｔ邋Ａｔｔａｃｋ邋Ｍｕｎｉｔｉｏｎ，邋ＪＤＡＭ）、ＪＳＯＷ邋（Ｊｏｉｎｔ邋ＳｔａｎｄｏｆｆＷｅａｐｏｎ，，ＪＳＯＷ）等，在實(shí)戰(zhàn)中逡逑得到了廣泛應(yīng)用。逡逑圖１．１瓜ＡＭ制導(dǎo)炸彈外形圖逡逑ＧＢＵ－３２邋ＪＤＡＭ逡逑Ｊｏｉｎｔ邋Ｄｉｉ＊ｅｃｔ邋Ａｔｔａｃｋ邋Ｍｕｎｉｔｉｏｎ逡逑炥ＣＥ逡逑遂逡逑圖１．２瓜ＡＭ結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖逡逑Ｗ邋ＪＤＡＭ為例（見(jiàn)圖１．１和圖１．２），ＪＤＡＭ是美軍對(duì)常規(guī)航空炸彈進(jìn)行改造的典逡逑范，是通過(guò)在現(xiàn)有的航空炸彈基礎(chǔ)上加裝ＧＰＳ／ＩＮＳ精確制導(dǎo)系統(tǒng)改裝而成的一類(lèi)制導(dǎo)逡逑炸彈，通過(guò)彈載的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和ＧＰＳ系統(tǒng)的引導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候條件下的精確逡逑打擊。在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中ＪＤＡＭ首次投入實(shí)戰(zhàn)，并在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)上得到了廣泛逡逑應(yīng)用。逡逑目前，這類(lèi)應(yīng)用ＧＰＳ脂Ｓ導(dǎo)航系統(tǒng)的精確制導(dǎo)炸彈已經(jīng)成為現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中打逡逑擊地面目標(biāo)的重要手段。精確制導(dǎo)炸彈當(dāng)前的主要發(fā)展方向包括：系列化、通過(guò)加裝逡逑滑翔彈翼增加打擊距離、在ＧＰＳ／ＩＮＳ制導(dǎo)的基礎(chǔ)上發(fā)展ＧＰＳ／ＩＮＳ＋末端尋的復(fù)合制導(dǎo)逡逑方式。下表為近年來(lái)部分國(guó)家的制導(dǎo)炸彈發(fā)展情況。逡逑２逡逑

邐１邐２邐３邐４邋Ｓ邋６邐７邋Ｂ邋９邐１０邐１１邋ｔ２逡逑圖３．３可觀(guān)測(cè)性分析的直方圖逡逑速度＋姿態(tài)匹配，勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情況下的可觀(guān)測(cè)性分析仿真結(jié)果如圖３．３所示，所逡逑有狀態(tài)量都是可Ｗ觀(guān)測(cè)的，說(shuō)明在該匹配方法和機(jī)動(dòng)方式下，所有狀態(tài)量都是可濾波收逡逑斂的。逡逑２．速度十姿態(tài)匹配，勻速直線(xiàn)＋橫滾運(yùn)動(dòng)，橫滾角速度為６°／ｓ。逡逑ＨＥ逡逑１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐Ｓ邐Ｂ邐１０邋１１邐１２邐１邐２邐３邐４邐Ｓ邐６邐７邐８邐Ｓ邐１０邐１１邐１２逡逑１押Ｉ化忠令Ｒ邐１２４Ｋ占義ＳＷ逡逑—邋．。＂＂１＾．＂＂３．．，．—一邐邋＂Ｉ邋，邐．邐邐邐Ｉ邋，邐邐邐逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑邐１邐邐邋畫(huà)逡逑邐邋邋邋邋？邐■邋■邋邋邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐■邐＜邐0１邋■邋？邋—＿邋邐邋Ｉ逡逑１邐２邐３邐４邐Ｓ邐６邐７邐Ｂ邐９邐１０邋１１邐１２邐Ｉ邐３邐３邐４邐Ｓ邐６邐７邐Ｂ邐Ｑ邐１０邐Ｉｔ邋１２逡逑１２ｆｆｔ化也巧８邐企巧Ｖ逡逑３３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2775040