高动态环境下MIMU/地磁组合姿测技术研究

【摘要】： 现代战争对武器的精度要求越来越高,针对常规弹药制导化、智能化的发展趋势,对短时、高精度、高动态、抗高过载姿控技术提出了迫切需求。本文提出了一种MIMU/地磁组合的全固态捷联姿态探测技术,初步设计了基于脉冲力控制的姿控方案,分析了其技术特点,分别就射前装定、无控飞行段和控制飞行段说明了系统的作用过程,并对主要部件分析选型。在此基础上重点研究了微惯性测量组合的性能试验、误差识别补偿、姿态解算相关方法和理论,并对利用地磁信号进行动态校准的方法进行了研究。研究内容是微惯性组合应用过程中的关键技术,研究成果可为低成本、高精度灵巧弹药的研发提供参考。 本文对所选用的微惯性测量单元进行了试验研究,利用高速率转台进行了零偏、零偏稳定性、零偏重复性、标度因数及其非线性等性能试验,利用统计学理论建立数学模型,通过对数据的处理获得性能参量。针对其中的微机械陀螺主要误差,进行了相关误差识别与补偿方法研究,建立了零偏、标度因数等补偿模型。 本文分析了弹箭高动态飞行模式较适用的姿态测量及解算方法,针对旋转矢量法建立了不同子样算法的姿态解算模型,仿真分析了其解算误差,得出各子样算法的精度与子样数的关系。同时,提出了用地磁信号解算滚转角对陀螺累积误差进行动态校准的算法,更进一步提高了姿态解算精度。相关算法可为高动态环境下的飞行姿态解算提供理论依据。