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《解放军信息工程大学》 2007年
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快速逼近弹道扰动引力的算法研究

张皞  
【摘要】: 远程弹道导弹在飞行过程中时刻受到地球重力场的作用,地球外部空间扰动引力会对导弹的制导控制和命中精度产生影响,因此在惯性制导过程中需要时刻计算弹道点扰动引力来精确校正制导系统并修正弹道。深入地研究地球重力场信息并实时、快速地计算出弹道点扰动引力,是远程弹道导弹提高机动反应能力并实现精确打击的重要保障。 本文在深入研究地球外部重力场基本理论及其计算空间扰动引力方法的基础上,围绕弹道扰动引力实时、快速计算及实际工程化需要,研究了弹道扰动引力快速逼近算法和对弹道落点的影响及其精度评定。 (1)研究了利用地球重力场模型计算空间弹道点扰动引力的基本理论与方法。针对重力场模型截断误差,给出了不同高度上适合于弹道扰动引力计算的模型阶数。在传统重力场模型计算空间扰动引力的基础上,提出并研究了三种快速计算方法;球谐函数改进递推算法、球谐函数坐标转换算法、球冠谐分析方法。通过试验计算与结果分析,改化计算模型简化了原有模型的计算结构,使计算速度整体提高。 (2)研究了利用点质量模型计算空间弹道点扰动引力的基本理论与方法,并针对试验区域建立了分频段点质量模型。通过计算弹道点扰动引力,分析了其在频谱和数值两个方面的变化特征。基于点质量模型提出并研究了三种分频段数值逼近算法;多项式拟合算法、三次样条函数插值算法、三参数非线性函数拟合算法。利用结构简单的数学函数构造出分频段数值逼近模型,通过试验计算与结果分析,分频段数值逼近模型在计算精度相当的情况下可使计算速度提高百倍以上。 (3)研究了主动段及被动段标准弹道方程,以及扰动引力影响下各飞行段弹道落点偏差计算理论与方法。重点分析计算了主动段不同扰动引力测定精度对弹道落点射程偏差和横向偏差的影响,针对计算结果提出了不同计算高度范围内弹道点扰动引力求定限差。 (4)针对所提出的各种弹道扰动引力快速逼近算法,设计并编写了相应的程序流程及代码,在相同计算平台上对各自的计算效能进行了评价与分析,给出了不同计算条件下适合选择的计算方案。从弹道导弹惯性制导原理出发,论述了实时测定弹道扰动引力对提高弹道弹道作战性能的重要性。初步设计了弹载扰动引力实时测定软件模块的功能结构与计算流程,为工程化实际应用提供了理论基础。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TJ760.12

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 冯伟;刘根友;郝晓光;;重力场对弹道导弹自由段落点影响的仿真分析[J];测绘科学;2009年05期
2 王庆宾;赵东明;孙文;周睿;;利用高精度地面及航空重力数据对点质量模型精度的研究[J];大地测量与地球动力学;2011年04期
3 张小林;赵东明;王庆宾;;扰动重力场精密确定与逼近效果分析[J];测绘科学技术学报;2009年03期
4 王庆宾;周世昌;王世忠;张锦军;程义军;;弹道主动段全射向扰动引力快速逼近方法[J];测绘科学技术学报;2010年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李姗姗;水下重力辅助惯性导航的理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 吴星;卫星重力梯度数据处理理论与方法[D];解放军信息工程大学;2009年
3 刘晓刚;GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法[D];解放军信息工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 周世昌;垂线偏差和扰动引力逼近的算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 陈少明;月球重力场模型及应用研究[D];解放军信息工程大学;2008年
3 李晓燕;扰动引力对弹道导弹落点影响分析[D];解放军信息工程大学;2008年
4 刘杰;深基坑开挖优化设计与下穿地铁隧道变形控制研究[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 梁珊珊;王大成;宋磊;丁士圻;;两种信道模型下的确知信号检测概率分析[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
7 余印根;宗周红;夏樟华;;基于数理统计的环境温湿度对两跨连续梁动力特性影响研究[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2008年
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10 张嗥;;卫星重力梯度数据解算位系数的最小二乘配置法[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴富梅;GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D];解放军信息工程大学;2010年
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7 李春华;基于网络GPS和精华大地水准面的区域实时三维定位理论与应用[D];西南交通大学;2010年
8 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年
9 王耀革;DEM建模与不确定性分析[D];解放军信息工程大学;2009年
10 熊剑;粒子滤波及其在光纤捷联惯性导航系统中的应用[D];南京航空航天大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐景芝;国内重点城市创新能力综合评价研究[D];山东科技大学;2010年
2 王昱丹;空间稳定型惯导系统分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 郑婕;GPS/INS组合导航及非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];大连理工大学;2010年
4 梁建国;矿井通风仿真关键技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 郭峰;3WF-8型风送式果园喷雾机的试验研究[D];新疆农业大学;2010年
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8 李晓斌;HHT中EMD方法正交性的研究[D];昆明理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱七虎;岩土工程的第四次浪潮[J];地下空间;1999年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张皞;吴晓平;;重力场模型截断误差对弹道扰动引力计算的影响[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李姗姗;水下重力辅助惯性导航的理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晓阳;桩基础荷载对既有地铁隧道的受力和变形的影响分析[D];中南大学;2010年
2 赵东明;弹道导弹扰动引力快速逼近的算法研究[D];解放军信息工程大学;2001年
3 王昱;扰动引力的快速计算及其对落点偏差的影响[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 辛廷慧;水下地形辅助导航方法研究[D];西北工业大学;2004年
5 李照稳;顾及频谱特性点质量模型的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
6 李迎春;利用卫星重力梯度测量数据恢复地球重力场的理论与方法[D];解放军信息工程大学;2004年
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10 沈飞;利用视线加速度数据恢复月球近区重力异常的研究[D];武汉大学;2005年
【二级引证文献】
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1 田良辉;刘根友;陈晓峰;薛怀平;郝晓光;;空间飞行器在World Wind平台上的轨迹演示系统开发[J];测绘科学;2011年02期
2 王建强;李建成;赵国强;韩建成;;重力三层点质量模型的构造与分析[J];测绘学报;2010年05期
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5 刘晓刚;张丽萍;王俊;蒲亭汀;;扰动重力梯度张量单分量和组合分量调和分析法模型的建立[J];大地测量与地球动力学;2012年05期
6 刘晓刚;庞振兴;吴娟;;联合不同类型重力测量数据确定地球重力场模型的迭代法[J];地球物理学进展;2012年06期
7 高新兵;李姗姗;李海;张宏伟;王应建;;点质量模型与最小二乘配置在多源重力数据融合中的应用[J];大地测量与地球动力学;2013年01期
8 程怀江;刘杰;;基于UGO的基坑围护桩优化设计理论与应用[J];工程与建设;2013年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王伟;李姗姗;;重力异常卡尔曼滤波匹配算法的改进[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S9 组合导航与导航新方法[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王建强;弹道学中的地球重力场若干理论问题研究[D];武汉大学;2010年
2 刘晓刚;GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法[D];解放军信息工程大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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4 高新兵;航空重力数据处理及其应用研究[D];解放军信息工程大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许厚泽;卫星重力研究:21世纪大地测量研究的新热点[J];测绘科学;2001年03期
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6 边少锋,晁定波;超定边值问题的样条解法[J];测绘学报;1992年01期
7 吴晓平,陆仲连;卫星重力梯度向下延拓的最佳积分核谱组合解[J];测绘学报;1992年02期
8 陈俊勇,魏子卿,胡建国,杨元喜,李建成,朱耀仲,许才军,孙和平,罗志才,吴斌,文汉江,查明;迈入新千年的大地测量学——第22届IUGG大会有关大地测量部分的技术总结[J];测绘学报;2000年01期
9 张传定,吴晓平,陆仲连;全张量重力梯度数据的谱表示方法[J];测绘学报;2000年04期
10 张传定,陆仲连,吴晓平;椭球域大地边值问题的实用解式[J];测绘学报;1997年02期
【相似文献】
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1 赵东明,吴晓平;弹道扰动引力的有限元逼近算法[J];测绘学院学报;2002年02期
2 ;[J];;年期
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1 赵东明;弹道导弹扰动引力快速逼近的算法研究[D];解放军信息工程大学;2001年
2 李晓燕;扰动引力对弹道导弹落点影响分析[D];解放军信息工程大学;2008年
3 张皞;快速逼近弹道扰动引力的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
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