机载制导武器传递对准方法研究

论文摘要

惯导系统动基座快速传递对准是近年来惯性技术领域研究的重要课题,特别是机载制导武器在现代局部战争中的作用日益突出,对各类制导武器上的捷联惯导系统对准的快速性和准确性提出了更高的要求。机载制导武器传递对准是指制导武器未对准的子惯导系统利用载机传递对准好的主惯导系统的导航信息完成初始对准的过程。论文以某研究项目为背景,研究捷联惯性导航系统的快速传递对准技术。论文主要针对“速度匹配”传递对准方案,采用Matlab/Simulink方法建立传递对准实验仿真平台,开展对准方法研究。论文主要完成了以下工作：(1)针对机载制导武器系统传递对准的要求与环境特点,分析了子惯导系统的误差模型,构造了八状态的Kalman滤波器,并对滤波器进行了可观性分析。(2)利用载机飞行试验,分析、比较了水平S机动和水平振翼机动方式对传递对准的影响,数据分析结果表明,水平S机动能更好的满足传递对准要求。(3)研究了不同滤波周期对传递对准的影响。通过数字仿真试验和载机飞行试验数据,验证了滤波周期对机载制导武器传递对准的影响。(4)针对机载传递对准主、子惯导系统存在时间延迟,采用相关性分析的方法解决主子惯导时延估计的问题。通过数字仿真试验和载机飞行试验数据,验证了不同时间延迟对传递对准的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 惯导系统传递对准概述
• §1.2 课题研究的意义及主要内容
• 1.2.1 课题的背景和意义
• 1.2.2 课题研究的主要内容
• §1.3 论文组织结构
• 第二章 动基座传递对准模型
• §2.1 卡尔曼滤波概述
• 2.1.1 卡尔曼滤波简介
• 2.1.2 离散卡尔曼滤波器递推公式
• 2.1.3 状态转移矩阵的计算
• k计算'>2.1.4 等效离散系统噪声方差阵Q_k计算
• §2.2 动基座传递对准误差模型
• 2.2.1 系统方程
• 2.2.2 观测方程
• §2.3 可观性分析
• §2.4 机载制导武器传递对准精度评估方法
• §2.5 相关性原理的时间同步分析
• §2.6 本章小结
• 第三章 基于Simulink的传递对准仿真研究
• §3.1 Matlab/Simulink概述
• §3.2 基于Simulink机载制导武器传递对准仿真研究
• §3.3 主要仿真模块说明
• 3.3.1 轨迹输入
• 3.3.2 IMU数据生成
• 3.3.3 导航解算
• 3.3.4 传递对准模型计算
• 3.3.5 传递对准滤波
• 3.3.6 反馈校正
• 3.3.7 总体结构
• §3.4 仿真与分析
• 3.4.1 仿真算例与分析
• 3.4.2 不同滤波周期对传递对准影响的仿真研究
• 3.4.3 时间延迟对传递对准影响的仿真研究
• §3.5 本章小结
• 第四章 机载武器传递对准实验
• §4.1 引言
• §4.2 机载飞行试验方案
• §4.3 不同机动情况的传递对准研究
• 4.3.1 模块设计和载机路径分析
• 4.3.2 不同机动段传递对准
• 4.3.3 结论
• §4.4 不同滤波周期对传递对准的影响
• 4.4.1 水平S机动不同滤波周期传递对准比较研究
• 4.4.2 水平振翼机动不同滤波周期传递对准比较研究
• 4.4.3 结论
• §4.5 时间延迟对传递对准的影响
• 4.5.1 相关分析
• 4.5.2 存在时延的传递对准比较研究
• 4.5.3 结论
• §4.6 本章小节
• 第五章 结论与展望
• §5.1 研究工作总结
• §5.2 研究展望
• 附录
• A 标准常量
• B 符号
• C 惯性导航常用坐标系
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间取得的成果