速率捷联惯导系统工具误差计算与补偿研究

针对采用惯性制导的弹道导弹,开展速率捷联惯导系统工具误差计算与补偿研究.给出速率捷联惯导系统的测量模型和工具误差模型,推导了加速度计和陀螺仪的工具误差补偿公式,并进行了仿真计算.根据仿真结果,分析了各工具误差系数偏差对导弹落点精度的影响,证明了补偿算法的有效性,为捷联惯导系统工具误差补偿和提高弹道导弹制导精度提供理论依据.     

某型导弹落点偏差修正及预报

总结了在任务中实际工程情况，对平台工具误差系数造成的导弹落点偏差进行了计算，得出了考虑交链和不交链两种情况下导弹飞行参数的修正值，并且给出了导弹落点制导精度预报值。     

弹道导弹加表逐次通电误差分析和修正

加速度计误差在很大程度上决定了导弹的落点误差,对加速度计标定系数进行误差分离和补偿可以有效提高导航精度.在分析加速度计误差传播模型基础上,利用导弹特殊时刻的相关信息,对加速度计K0x和K1x项误差进行分离和补偿.仿真计算表明,这是一种很有效的修正方法,可以有效提高导弹的落点精度.     

弹道导弹射前误差源及其对落点偏差的影响分析

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹在发射前和主动段飞行过程中影响导弹落点精度的误差源;建立了标准发射惯性坐标系、实际发射惯性坐标系以及实际发射坐标系之间的转换关系.在此基础上,建立了模型计算导弹射前误差对导弹落点的影响.计算模型仅依赖于标准弹道,适于射前快速修正.     

发射点垂线偏差对导弹惯性制导精度的影响分析

为分析并修正发射点垂线偏差对导弹惯性制导精度的影响,建立了完整的惯性制导误差传递模型,通过基于标准弹道参数的误差仿真,得出不同射程、射向条件下垂线偏差引起的惯性制导误差特性,其中,视加速度投影误差是产生制导误差的主要因素,引力加速度计算误差和自瞄准误差的影响也不可忽略.利用该误差传递模型对垂线偏差影响进行计算和修正,可有效提高导弹惯性制导精度.     

弹道导弹射前误差源及其对落点偏差的影响分析

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹在发射前和主动段飞行过程中影响导弹落点精度的误差源；建立了标准发射惯性坐标系、实际发射惯性坐标系以及实际发射坐标系之间的转换关系。在此基础上，建立了模型计算导弹射前误差对导弹落点的影响。计算模型仅依赖于标准弹道，适于射前快速修正。     

制导工具误差对落点精度的影响分析及精度评估

基于给定的制导工具误差模型,运用蒙特卡罗方法进行弹道仿真计算,得到了关于导弹的落点偏差信息,在此基础上分析了工具误差系数对导弹落点精度的影响．同时给出了几种小样本情况下导弹命中精度的估计方法,并采用有效性的度量指标比较了几种方法的准确性,给出了一些有益的结论。     

平台单星方案原理及仿真研究

从原理上论述星光惯性制导平台单星方案,推导利用星敏感器的测量值来修正导弹因初始定位定向误差、惯性器件的漂移等引起落点偏差的相关公式,对各误差项进行数值仿真计算,分析平台单星方案对各误差项的修正效果,并讨论所选星体偏离最佳星方位的角度对落点偏差的影响.     

初始条件误差对弹道导弹射击精度影响的计算

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹,在发射前和主动段飞行过程中,影响导弹落点精度的初始条件误差源.在此基础上,建立仿真模型,计算初始条件误差对导弹射击精度的影响.     

基于拉丁超立方抽样的导弹快速精度分析与误差补偿方法

针对导弹精度分析耗时长,补偿量计算与实际发射脱节的问题,提出一种快速计算导弹射击精度和误差补偿量的新方法。其将拉丁超立方抽样与对偶变数法相结合的抽样方法引入导弹精度分析,保证仿真精度的同时减少抽样次数。设计了拉丁超立方试验,并对导弹精度进行确定性仿真分析,得到导弹落点偏差与各制导工具误差系数的简化函数关系式,建立了导弹射前补偿量的快速计算公式。仿真实例表明该方法可以有效的缩减计算时间。     

近程导弹瞄准线转动角速度预测模型及误差分析

近程导弹采用预测瞄准线开环控制,瞄准线的预测精度直接决定导弹的命中精度。为研究瞄准线转动角速度预测误差对导弹制导精度的影响,根据捷联惯导系统坐标变换原理,建立了近程导弹瞄准线转动角速度的预测模型和预测误差模型;仿真分析了各项误差源对预测误差和命中精度的影响;提出了惯性器件的精度搭配和精度要求。研究成果为全面研究近程导弹误差模型和采取减小、补偿误差措施提供理论依据。     

弹道导弹捷联惯性导航系统误差传播模型

弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模型准确地反映了捷联惯性导航系统的误差,为组合制导和提高射击精度研究提供了有利条件。     

Research on SINS Error Recursive Model of Ballistic Missile

The strap-down inertial navigation system (SINS) error of ballistic missile is generated by the mutual influence of gyroscope and accelerometer, and the recursive model is completely different from that of gimbaled INS. In the paper, a discrete error recursive model was obtained by studying the applied SINS error model of ballistic missile, and the discrete Kalman filtering simulation based on the model was carried out. The simulated results show that the model can depict the SINS error exactly and provide the advantages for research on integrated guidance and improved hit accuracy.     

捷联惯性/天文组合导航信息融合方法研究

为了提高弹道导弹捷联惯性/天文组合导航系统的精度及其在实际工作环境下的自适应性,本文对导航元器件误差进行深入分析,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的状态转移矩阵算法。该方法将简化的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法与状态转移矩阵校正方法相结合,通过自适应滤波方法来补偿由于复杂工作环境而引入的元器件误差,并利用状态转移矩阵法校正主动段积累的速度、位置误差。通过实际弹道数据的仿真分析表明,新算法能够适应实际工作环境中元器件误差的时变特点,增强了系统对工作环境的适应能力,提高了导弹的导航精度。     

弹道导弹IMU斜装余度配置设计的系统性能分析

余度技术是提高导航系统性能的一种重要手段,本文对捷联惯性传感器多余度配置技术进行了研究。针对弹道导弹的特点,设计了适用于背景弹道使用的IMU:由3陀螺正交配置的4加速度计斜装配置构成。分析了影响惯性传感器输出的主要因素,建立了惯性传感器的误差模型,研究了斜装对传感器测量的多重影响,尤其是它对非线性误差的较大改善。在此基础上,设计了具有余度配置结构的惯性测量装置(IMU)．针对该IMU,建立了余度配置系统的标定模型。仿真结果表明,采用该IMU的弹道导弹导航性能显著提高,在现有器件精度下有效提高了系统的精度和可靠性。     

弹道导弹SINS空中在线标定方法

从工程应用的角度出发,利用高精度的GPS信息,研究了一种弹道导弹捷联惯导系统（SINS）空中在线标定方法,建立了发射点惯性系下SINS的误差模型,应用分段线性定常系统（PWCS）的可观测性分析理论和奇异值方法,定量地研究了系统状态变量的可观测度。针对SINS初始失准角及惯性器件误差所造成的导航误差,利用弹载GPS得到的速度和位置量测信息,通过最优估计的方法标定出SINS的导航误差,并采用误差状态转移算法反推初始平台失准角,从而为导弹的后续飞行提供精确的惯性器件误差系数和姿态基准。通过仿真验证了弹道导弹SINS空中在线标定方法的正确性和可行性。     

利用某型导弹精度测试数据预估射击精度

根据某型导弹捷联惯导系数标定原理及模型，推导出一种利用导弹射前精度测试数据预估部分惯组系数误差的方法，并结合各系数误差对射击精度的影响，分析并预估了导弹的射击精度．     

速度匹配加机动辅助的滚转弹滚转角空中对准法

针对卫星与惯性速度匹配法对滚转角的空中对准精度不高这一问题,提出一种卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法。在卫星与惯性组合制导方式下,以可观测性分析为基础,机动辅助采取纵向比例导引加重力补偿制导律形式,结合卡尔曼滤波完成滚转角的空中对准,并分析机动辅助策略在不同导航比、重力补偿系数下对滚转角对准效果的影响,以及弹体名义转速拉偏、惯性组件误差拉偏对机动辅助策略的影响。仿真结果表明：在考虑卫星定速及惯性组件误差情况下,该方法能够在全弹道内实现滚转角的精对准,误差在2°以内,收敛时间10 s;可通过调节重力补偿系数改变对准的速度、精度,导航比用来保证制导稳定。卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法相比于卫星与惯性速度匹配法,对准效果更好;在弹体名义转速以及惯性组件误差存在拉偏情况下,对准效果受影响较小,抗干扰性较强。