前言

本文集选登了几篇关于惯导系统及惯性器件方面的论文,主要是介绍美国、德国以及日本等几个国家的有关捷联式惯导系统方面的技术报告,实验总结。其中,“用于战术导弹的半捷联式惯导平台”一文,是西德一九八四年“陀螺会议录”中的一篇文章,该系统属于半捷联式惯导系统,文章中所介绍的系统的减震装置,对于我们研制半捷联式惯导系统的方位平台系统来说,有一定的启示,很有参考价值。“捷联式惯导系统飞行中传递对准时的伪偏置检测”一文,是以色列飞机公司的一篇实验总结报告,作者通过反复模拟、实验等手段,对捷联式惯导系统在传递校准过程中所出现的伪加速度等现象进行了理论上的探讨与分析。“动力调谐干式陀螺的互无干涉控制方法”和“挠性摆式加速度计的研究”以及“改善二阶控制系统特性     

小型战术导弹捷联惯导系统数字仿真研究

在建立六自由度刚体弹道数学模型、惯性器件仿真模型、捷联惯导解算模型和误差处理模型的基础上,设计了小型战术导弹捷联惯导系统数字仿真软件,为研究捷联惯导系统误差提供了数字仿真工具.利用仿真软件验证了捷联惯导模型和算法的精确性,研究了惯性器件误差对系统误差的影响.     

激光陀螺与鱼雷捷联惯导

本文在给出惯性技术和惯导系统的有关概念的基础上，重点阐述了新型惯性器件激光陀螺的原理、性能及技术概况，提出激光陀螺捷联式惯导系统更适合于鱼雷武器，它是鱼雷惯导的优选方案。     

激光陀螺捷联惯性导航系统的误差系数标定研究

惯性器件标定一般都必须对北和调平,以消除地速及重力加速度的影响,但是不适合在靶场及其他野外环境下采用.根据激光捷联惯导系统的误差方程,在激光捷联惯性组合不指北、不调平情况下,通过十位置的标定方法,抵消掉地速及重力加速度的影响,从而得出加速度计的误差系数和陀螺的零偏.最后对实验精度进行了论证,认为此方法可以满足激光陀螺捷联系统的性能要求.本方案利用最少的测试位置,得到了所有需要的信息,利用率高.     

机载捷联惯导数字仿真器的设计

针对捷联惯导系统实时动态数据获取难的问题,设计一种机载捷联惯导数字仿真器。利用飞控仿真系统输出的参数作为惯性测量元件的真值数据,用Visual Studio 2005完成捷联惯导系统的姿态解算、速度解算和位置解算,实现捷联惯导系统的动态数字化仿真。仿真结果表明:该仿真器不但能灵活改变惯性器件参数,还具有良好的人机环境和输出参数的可视化效果。     

冗余度系统与可靠性的研究

在捷联式惯导系统中一般采用最少的器件实现惯性制导(陀螺和加速度计各三个),如果其中某一个器件发生故障,系统就失控,所以说可靠性并不是很高的。为提高捷联惯导系统的可靠性,可考虑提高器件本身的可靠性及构成多余度系统,从而增加故障的容许量的两种方式。本文将探讨以冗余度系统来提高系统的可靠性。设为提高可靠性使陀螺的输入轴非直线相交,及为减小制导误差陀螺对直交三轴的影响最小为基本条件,决定最佳配置方案。而冗余度系统是考虑了陀螺故障因素的一种设计方法,     

捷联惯性系统参数补偿方法

捷联惯性系统惯性器件输出的静态脉冲数，在系统启动的随初始温度和时间缓慢变化，文章提出了惯性器件参数补偿形式、模型及确定补偿参数的方法，从而缩短了准备时间并改善了导航精度。     

捷联惯导误差分析与误差补偿

捷联惯导系统中的误差分析可确定各种误差源对系统的影响,并根据精度要求可恰当分配惯性测量元件的误差差和选择合理的惯性器件。通过对捷联惯导系统中的误差模型进行分析,针对系统精度要求,进行误差分配。对系统误差补偿模型,进行标定实验,确定了本套系统误差补偿系数。最后通过弹道仿真,对不同水平和众多误差因数采用了均匀设计法,得到CEP值。     

鱼雷捷联惯性系统敏感元件误差分析

分析了鱼雷敏感元件误差以及该误差的传播特性，这对减小惯性器件的误差影响、实现计算机的误差补偿和提高鱼雷捷联系统精度有着重要意义。     

捷联/捷联惯导传递对准在战术导弹上的应用

针对空空导弹的特点,采用低成本惯性器件实现其动基座对准,文中重点研究了主、子惯导都是捷联式惯导系统的传递对准原理和精度计算方法,建立了传递对准数字模型,进行了仿真研究,给出了具有实际参考价值的结论。     

一种基于小波的导弹静基座初始粗对准方法

目前战术导弹广泛采用捷联惯导系统。该系统在导弹发射前要经过初始对准，由于陀螺和加速度表的噪声很大，影响初始对准的精度，为减小噪声影响，文中将小波消噪理论应用到导弹捷联惯性制导系统的初始自对准中。研究显示，小波分解滤波可以显著减小惯性器件的噪声，利用经过消噪的信号进行初始对准，滤波器的收敛速度加快，在相同对准时间内精度有明显提高。     

基于光学捷联惯组的精密温控系统设计

光学捷联惯组所用惯性精度容易受环境温度影响,研究设计一种温度控制系统,此系统具有多路温度采集和温度控制的功能,系统采用高速信号处理器作为控制处理核心,通过惠斯通电桥和16位AD转换器完成对温度信号的采集。为提高温控系统加热效率,隔离外界温度对惯性器件的影响,采用分级控制方法。为实现快速、精密温控,实行分段控制策略,全速加热阶段保证控温的快速性,温度接近温控点时采用增量式PID控制算法完成PWM信号控制输出,实现控温的精确性。试验结果表明,系统实现了对惯性器件0.1℃的精确温控,为解决惯性器件迅速进入稳定工作状态提供了一种实用方法。     

惯性器件总体结构分析及设计

从惯性器件的结构设计要求出发，根据惯性器件的结构特点及使用条件的特殊性，阐述了采用现代设计方法有限元法对捷联惯性测量组合结构进行分析及设计。     

一种捷联未制导系统的优化设计

研究了一种新型捷联未制导系统,含有一个捷联式导引头,一套捷联式惯性传感器,其中的三个速率陀螺和三个线加速度计是导航、制导、驾驶仪部分共享的测量元件.给出了在惯性坐标系中估计目标相对导弹运动状态的捷联未制导方案,导出了该类系统的结构及数学模型,提出了广义卡尔曼滤波器及最优制导律的设计计算方法,最后用数字仿真验证了该系统对付近距、大机动目标的可行性.     

一种捷联未制导系统的优化设计

研究了一种新型捷联未制导系统,含有一个捷联式导引头,一套捷联式惯性传感器,其中的三个速率陀螺和三个线加速度计是导航、制导、驾驶仪部分共享的测量元件.给出了在惯性坐标系中估计目标相对导弹运动状态的捷联未制导方案,导出了该类系统的结构及数学模型,提出了广义卡尔曼滤波器及最优制导律的设计计算方法,最后用数字仿真验证了该系统对付近距、大机动目标的可行性.     

近程地地导弹捷联式系统的显式制导方程

前言捷联式惯性制导系统就是不采用平台,直接把陀螺和加速度表安装在弹体上来敏感导弹的运动,用数字计算机来进行坐标转换,求出导弹相对惯性空间的速度和位置,从而实现制导和控制。捷联式系统具有成本低、寿命长、可靠性高的优点,已受到苏、美各国的普遍重视。由于新型敏感元件(挠性陀螺、激光陀螺、挠性加速度表等)和大、中规模集成电路的高速数字计算机的出现,使得捷联式系统得以在工程上应用。近几年来,在航空、航天活动中,捷联式系统正受到越来越多的重视。     

直瞄式近程旋转火箭弹的捷联惯导系统建模研究

捷联惯导系统通常应用于较远射程的导弹等飞行器上,近年来,随着惯性器件的微型化和低成本化,使其在近程小口径火箭武器上的应用成为可能.在近程武器上仍采用原有的捷联惯导解算方法则过于复杂,文中推导了在近射程、滚转体制条件下直瞄式火箭弹的捷联惯导基本方程,建立了相应的解算模型.在此基础上,以某型直瞄式反坦克火箭弹为例进行了仿真,验证了所建立的惯导方程及解算模型的正确性.     

高旋弹药飞行姿态测量用半捷联MEMS惯性测量装置研究

针对高速旋转弹药姿态测量中,传统的MEMS捷联惯性测量系统由于角速率传感器在量程和精度上不能同时满足测试要求而存在姿态测量精度低的问题,提出了半捷联MEMS惯性测量的概念、原理和半捷联MEMS惯性测量的实现方法;同时针对半捷联MEMS惯性测量系统的组成结构,对半捷联MEMS惯性测量装置进行了介绍。通过对动力输出仓、控制-驱动电路安装仓、惯性信息敏感仓和惯性信息采集仓的结构和功能说明,阐述了半捷联MEMS惯性测量的实现方法。该装置可在弹药高速旋转情况下为微惯性测量单元提供稳定测试环境,有效抑制高旋弹药对惯性系统姿态测量精度的影响,为高旋弹药姿态测量和常规弹药制导化提供了新的思路,具有一定的工程应用价值。     

光纤捷联惯导系统温度效应补偿研究

光纤捷联惯导系统中的惯性器件零偏及标度因数受温度变化影响异常显著,文中提出了一种光纤陀螺和加速度计零偏及标度因数的温度效应补偿模型,该模型中参数取值通过全温范围内的转台试验获得,通过对导航试验结果分析表明,文中补偿模型能够有效地降低捷联惯导系统误差,提高导航精度.     

弹载捷联惯导简易在线标定方案研究

针对弹载捷联惯导系统在发射前需进行标定的问题,提出一种简易在线标定方案。此方案不需要将惯性器件从弹体上拆下来,且不需要车体进行复杂的机动,而是以车载主惯导提供的精确速度及姿态信息为基准,利用炮车的常规机动方式加上野战行进时沿x轴、y轴方向的俯仰、横摇角运动对器件误差的激励作用,采用系统级标定法对惯性器件误差参数进行在线标定。理论分析及计算机仿真结果表明,该标定方法能够有效完成对弹载捷联惯导系统的在线标定,且方案简单易行,具有较强的现实应用价值。