發(fā)布時間：2021-11-22 09:47

　　對于彈箭姿態(tài)測量問題,低成本單一測姿系統(tǒng)存在測姿精度低、工作穩(wěn)定性差、容錯率低等局限性�？紤]到MIMU測系統(tǒng)集成度高、技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn),MIMU/GPS組合測姿技術(shù)受到許多學(xué)者的研究。雖然MIMU/GPS組合測姿系統(tǒng)有著其易于工程實(shí)現(xiàn)性的優(yōu)點(diǎn),但是GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信息的控制權(quán)在于他國,使得我國的武器系統(tǒng)缺乏信息安全保障�；谝陨蠁栴},本文以高精度穩(wěn)定可靠測量彈箭姿態(tài)的應(yīng)用需求為背景,提出MIMU/BDS/GM組合系統(tǒng)測姿方案,其中BDS為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（Bei Dou Navigation Satellite System）,GM 為地磁（Geomagnetism）測姿單元,并通過 Kalman濾波技術(shù)提高組合系統(tǒng)測姿精度。本文首先描述了MIMU/BDS/GM組合測姿系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀并對組合測姿系統(tǒng)發(fā)展趨勢做出總結(jié);以常規(guī)導(dǎo)彈為研究對象,對測姿坐標(biāo)系進(jìn)行介紹并推導(dǎo)坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換關(guān)系,為濾波系統(tǒng)觀測量提供理論依據(jù);接著根據(jù)各個子單元基本測姿原理,推導(dǎo)導(dǎo)彈姿態(tài)角、速度、位置的更新算法,并建立各個測姿子單元誤差模型,作為濾波系統(tǒng)子濾波器設(shè)計的參考;然后設(shè)計組合式姿態(tài)測量系統(tǒng)的濾波器,并采用分散式... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－３彈道坐標(biāo)系?

中北大學(xué)學(xué)位論文??＆?｜?ｒＢ?ｔ?????發(fā)射點(diǎn)?＼??圖２－１射擊坐標(biāo)系?圖２－２彈體坐標(biāo)系??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｌａｕｎｃｈ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ?Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｂｏｄｙ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ??（３）彈道坐標(biāo)系＜９ｒＸｒ｝ＶＺｒ??選擇導(dǎo)彈質(zhì)心，將其視為彈道坐標(biāo)系原點(diǎn)ＣＶ；?軸沿導(dǎo)彈速度矢量；作出與??速度矢量垂直的〇ｒｒ７■軸，確定垂直向上為軸正方向；右手準(zhǔn)則作出＜＾２５軸；如??圖２－３所示。??對導(dǎo)彈做質(zhì)點(diǎn)研究，由質(zhì)點(diǎn)方程可以明了清楚地表明出導(dǎo)彈運(yùn)動特征。??ｈ?ｔ?４個??＾?１?ｖ?ｘＴ?彈丸縱軸??：－■、？＇?？?．．．．??圖２－３彈道坐標(biāo)系?圖２４速度坐標(biāo)系??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ?Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ??（４）速度坐標(biāo)系心Ｋ．Ｚ，，??選取導(dǎo)彈質(zhì)心，將其視為速度坐標(biāo)系原點(diǎn)ｃｖ；?Ａ．沿與導(dǎo)彈速度矢量；作出與??速度矢量垂直的ＣＶ＆軸，確定垂直向上為軸正方向；右手準(zhǔn)則作出軸；如??圖２－４所示。??導(dǎo)彈的速度與運(yùn)動受力有關(guān)，在速度坐標(biāo)系下可以構(gòu)造氣動力方程。??９??

中北大學(xué)學(xué)位論文??（５）地理坐標(biāo)系??地理坐標(biāo)系原點(diǎn)，參考射擊坐標(biāo)系原點(diǎn)；在朝向正東方向作出在朝??向正北方向軸；右手準(zhǔn)則作出＾＾之＾軸。地理坐標(biāo)系也稱東－北－天坐標(biāo)系。??（６）導(dǎo)航坐標(biāo)系??在確定的參考坐標(biāo)系（也稱導(dǎo)航坐標(biāo)系）下研究導(dǎo)彈運(yùn)動，可以明了建立反映導(dǎo)??彈運(yùn)動規(guī)律的方程組，在彈箭姿態(tài)組合測量系統(tǒng)中將其選取為地理坐標(biāo)系。??（７）慣性坐標(biāo)系??慣性坐標(biāo)系原點(diǎn)選取為地心，ｑｚ，軸同地球自轉(zhuǎn)軸平行，（＾軸、ｑｒ，軸位于??赤道平面，三軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。??２．１．２彈箭測姿坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換??在彈箭姿態(tài)測量研究問題中，引入多個坐標(biāo)系，相互之間實(shí)時變化但又存在某些??聯(lián)系，但建立相應(yīng)的動力學(xué)方程組與運(yùn)動學(xué)方程組需要在同一個參考坐標(biāo)系下進(jìn)行，??即將導(dǎo)彈運(yùn)動中所需研究的諸參量統(tǒng)一到同一坐標(biāo)中，求出轉(zhuǎn)換矩陣。??（１）射擊坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系??將一個坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)至與另一個坐標(biāo)系重合，完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換過程中定義導(dǎo)彈??的偏航角Ｖ、俯仰角＞９、滾轉(zhuǎn)角Ｘ，即導(dǎo)彈的３個姿態(tài)角，如圖２－５所示。??＞１??．、７，??，■＾?〇Ａ〇Ｄ＇＼Ｊｕ／?＾??Ｌ?Ｚ’?、＇、??－Ｖｘ??Ｚｂ??圖２－５射擊坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｕｎｃｈ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ?ａｎｄ?Ｂｏｄｙ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ??俯仰角Ｌ將導(dǎo)彈的軸在面０乂＆的投影０＾丨內(nèi)旋轉(zhuǎn)到軸，所旋轉(zhuǎn)??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3511441