舰载武器SINS非线性传递对准模型及滤波算法

为了满足舰载武器初始对准高精度和快速性的要求,更好地解决舰载武器在大失准角情况下的传递对准问题,提出了一种结合基于四元数的非线性传递对准模型与非线性无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的方法,推导并建立了舰载武器捷联惯导系统（SINS）的非线性误差模型。该模型采用姿态四元数表示姿态误差,以提高姿态解算时的快速性和精度,选用速度加姿态作为量测量,以提高系统的可观测性,采用奇异值分解（SVD）方法解决了方差阵的病态问题,以确保算法的鲁棒性,仿真结果表明,该方法不仅解决了舰载武器在大失准角情况下的传递对准问题,而且能够有效提高传递对准的精度和快速性,其计算精度和对准时间满足系统设计要求。     

舰载武器捷联惯导系统初始对准方法研究

摇摆运动及杆臂效应误差是影响舰载武器系统对准精度的主要因素。基于舰载武器特点，建立了捷联惯导系统（SINS）在摇摆基座下的误差模型，详细分析了一种舰载武器的自主式初始对准方案，在传统反求杆臂长度补偿杆臂效应方法的基础上，提出了一种新的补偿杆臂效应的方法．并通过仿真验证表明，该方法比传统的杆臂长度补偿法具有更高的精度，研究结果可为舰载武器对准方案的选择与设计提供理论依据。     

机载武器传递对准精确建模方法研究

机载武器传递对准时．主、子惯导的安装距离、机翼的弹性变形及颤振对机载武器子惯导的对准精度将产生很大影响。文中基于实际工程需要，对影响机载武器传递对准性能的各种因素进行了精确建模及全面分析。提出了机翼弹性变形的三阶随机过程模型．建立了机翼的颤振模型及杆臂效应误差模型。同时．研究了一种“速度积分＋角速率”匹配的传递对准方法．仿真结果表明这种方法与“速度＋角速率”匹配的方法相比．在主、子惯导之间的失准角的估计及惯性器件的标定方面具有一定的优越性。     

平台惯导系统姿态分辨率对传递对准的影响及改进

采用“速度＋姿态”匹配方案的传递对准精度受到主惯导系统姿态输出分辨率的影响。对于国产某型平台式机载惯导系统．其姿态信息通过同位器输出,同位器的分辨率精度不能满足传递对准的使用要求。文中针对此问题．提出了一种利用捷联惯导信息提高平台惯导姿态输出精度的方法,进行了仿真研究和试飞验证,提高了对准的精度．达到了预期目标。该方法无需改动硬件线路,通过软件补偿算法即可实现。     

机载武器捷联惯导系统传递对准仿真环境研究

为了更加真实准确地研究机载武器的传递对准过程,设计了一个能够分别模拟主子惯导IMU输出,并包括杆臂效应补偿、机翼振动模型和IMU误差模型在内的用于传递对准研究的仿真环境。建立了滚转角辅助倾斜转弯下的姿态角速度模型,提出并建立了包括安装误差角在内的惯性器件误差模型。通过仿真表明,该仿真环境比较真实地反应了实际的飞行轨迹,既可以作为研究传递对准算法的工具,也为更进一步研究传递对准过程提供了平台基础。     

舰载武器捷联惯导系统自对准技术研究

在解决了晃动基座粗对准问题的基础上,设计了舰载武器捷联惯导系统的自主对准方案.通过分析系统的可观测性,提出了改善可观测性的方法,经仿真分析,证明了可观测性提高方法的有效性,最后通过实物验证,得出了方案可用于舰载武器捷联惯导系统自主对准的结论.     

捷联惯导系统传递对准中的时间补偿算法

为了减小或消除时间延迟的影响,提高系统动基座传递对准精度,提出了一种捷联惯导系统传递对准过程中对主、子惯导间信息传输时间延迟的补偿算法。该算法利用子惯导导航解算过程中的相关数据和延迟时间,对传递信息中因时间延迟产生的误差进行补偿修正,并用修正后的主惯导信息进行动基座传递对准。车载试验结果证明,该方法可有效提高系统传递对准精度,减小传递对准时间,补偿算法有效可行。     

速度+方位角匹配传递对准算法的简化与仿真

给出了一种速度+方位角匹配传递对准模型,并结合工程实际要求和条件,对该模型进行简化.仿真结果表明,在一定的机动条件下,速度+方位角匹配的三个失准角估值都能够在20s内收敛,并达到10′的精度,从而验证了该模型的有效性.简化后的十二阶滤波器能够达到相近的收敛时间和精度.     

动机座弹用捷联惯导系统快速初始对准方法的研究

以地空导弹在战车上垂直发射为背景,得出针对在战车转塔变速转动、规定发射坐标系的情况下,文中所给出的直接计算法是一种较好的弹用捷联惯导系统快速初始对准方法.通过理论分析与仿真验证,证明该方法在发射基座变速转动情况下是一种既简单又有效的地空导弹捷联惯导系统的快速初始对准方法,可以满足实际系统对初始对准的快速性和精度的要求.     

水中兵器捷联惯导传递对准分析

针对国产水中兵器使用过程中出现的2个突出问题,通过分析捷联惯导系统的传递对准过程,包括对准的功能、数据、过程、阶段、结果、考核指标、开始时间以及对发射平台的要求,找到了产生这2个问题的原因,并对水中兵器的传递对准过程给出了修改建议。     

潜射导弹捷联惯导系统传递对准技术研究

随着现代战争的发展,潜射导弹已成为日益重要的中等规模打击力量,快速而准确地在潜艇上对其捷联惯导系统进行传递对准,成为潜射导弹的一项关键技术。该文通过研究主、子惯导之间产生的固定安装误差角和挠曲变形角,运用鲁棒滤波技术,采用＂角速度＋加速度＂匹配的传递对准方法进行了建模和仿真。结果表明,该技术可以实现潜射导弹捷联惯导系统的快速高精度对准,而潜艇不必做其他机动,为导弹快速高精度初始对准提供了一定的理论依据。     

捷联惯导系统中四元素法求解姿态角仿真模拟

在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精度比四阶龙格-库塔法高出1~2个数量级,为改进捷联惯导系统姿态算法提供了理论参考依据。     

速度加姿态匹配的传递对准算法研究

推导了速度加姿态匹配的传递对准误差方程,利用二阶Markov过程对载体的挠性变形角进行了建模,以此为基础,设计了最优卡尔曼滤波方程.为进一步提高系统的应用范围和可靠性,对最优卡尔曼滤波器进行简化,形成次优卡尔曼滤波器,并利用Matlab工具进行了仿真和试验数据验证,证明了次优卡尔曼滤波器工程应用的可行性和可靠性.     

捷联惯导系统动态速度误差补偿研究

当惯导系统工作在随机振动状态时,即使姿态解算非常准确,导航过程中仍会存在很大的速度误差.本文提出在角振动环境中导航解算会有"伪划船运动"存在,从而形成划船误差,而且在高频、小幅度角振动中,向心加速度的累积效果是不容忽略的.最后,对这两项误差进行了补偿,补偿效果明显.     

弹载捷联惯导系统空中传递对准精度评估

弹载捷联惯导系统空中传递对准是机载战术导弹发射前必须完成的任务,其对准精度直接影响导弹系统的制导精度。但传递对准误差无法直接测量,使其评估成为一个难题。文中提出以载机主惯导为参考系统,以主子惯导系统的速度差和位置差作为观测量,采用固定点平滑和固定区间平滑滤波的评估方案。利用Matlab/Simulink建立评估仿真平台,得出仿真结果。分析结果表明,该方案是可行的。