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空空导弹惯导系统精度的评估技术研究

作　者: 徐剑芸
导　师: 战兴群; 鲁浩
学　校: 上海交通大学
专　业: 航天工程
关键词: 捷联惯性导航系统，误差模型，传递对准，卡尔曼滤波，固定区间平滑 Strap-down Inertial Navigation System，Error Model，Transfer Alignment，Kalman Filter，Fixed-interval Smoother
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

利用精确制导武器对目标进行精确打击，是赢得战争的一个高效手段。并且随着导弹射程的不断提高，中制导精度对导弹攻击效果的影响越来越大，中制导精度主要取决于弹载惯性导航系统导航精度。惯性导航系统的导航误差将直接影响导弹的攻击效果，所以对空空导弹惯性导航系统的精度进行评估是产品研制过程的重要环节和评定空空导弹射击的重要手段。介绍了国内外空空导弹惯性导航系统的精度评估技术的发展现状，指出论文的研究内容。论述了惯导系统评估的基本理论，分别建立了机载主惯导、弹载捷联惯导和惯性传感器的误差模型。详细推导了捷联惯性导航系统姿态、速度和位置的算法编排。随后简要地讨论卡尔曼滤波的基本理论。论述了空空导弹惯导系统的特点和误差特性，规划了几种飞行轨迹，对不同飞行轨迹的影响了进行可观性分析。分析了空空导弹惯导系统精度的影响因素和误差分配基本流程，根据工程经验对目前空空导弹典型捷联惯导系统误差进行分配，并对分配结果进行了仿真预估。提出了以载机主惯导为参考系统的捷联惯导传递对准精度评估方案，建立传递对准精度评估的状态方程和观测方程。分析了机载主惯导和弹载子惯导之间存在的杆臂效应，提出了杆臂效应的补偿算法，建立了机翼挠曲变形和颤振变形模型。另外对于在传递对准评估过程中必须考虑系统间数据同步问题也做了详细阐述。同时研究分析了在精度评估中所使用的固定区间平滑算法，并对算法作详细的推导。最后对所提出评估方案作数字仿真分析，搭建了空空导弹惯导系统精度评估的软件仿真平台。并利用该平台进行不同飞行轨迹和不同初始误差的仿真评估，同时选择了两组真实空中对准导航试验数据进行了对相同方法的精度评估，得出试验结果。分析结果表明：可以看出所建立的各项数学模型和固定区间平滑算法是有效的。通过规划合适的飞行轨迹和设定一定的初始误差，评估可以达到一定的精度。该评估方案是可行的，具有一定的工程应用价值。最后，对论文工作进行了总结和展望。

空空导弹惯导系统精度的评估技术研究

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