弹载SINS/GPS组合导航系统空中对准方法研究
发布时间：2021-08-26 22:10
现代军事情况日趋复杂,精确制导武器已成为世界各国发展现代化军队不可或缺的标配型装备。随着卫星导航系统不断完善,而且惯性导航系统不受外界干扰,SINS/GPS组合制导成为现代制导武器主流制导方式。由于炮弹发射时存在高旋高过载等恶劣环境,导致捷联惯导系统（Strapdown Inertial Navigation System,SINS）在炮弹发射前进行地面静基座对准无效,需进行空中对准。基于以上研究背景,本课题在XX项目的牵引下,针对制导炮弹高旋高过载等恶劣环境下初始姿态角,特别是滚转角难以获取的问题,设计一种基于弹载环境下,对准速度快、精度高的SINS/GPS组合导航系统空中对准方法,分别以滚转角空中初对准、航向角与俯仰角空中二次对准展开详细论述。传统滚转角空中初对准采用地磁传感器测量滚转角,但是该方法极易受到外界干扰,在强磁干扰环境下无法工作,导致导航信息无参考意义。考虑到弹体横截面内加速度计在高旋状态下存在跟随滚转角变化的重力投影输出,根据重力投影可获得滚转角信息,而通过低通滤波可以保留低频信号以及直流信号,加速度计原始输出与低通滤波结果相减得到重力投影,从而得到无累积误差的滚转角...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型激光制导炮弹
图 1.2 典型 GPS/GNSS 制导炮弹表 1.1 中为对应图 1.1 与图 1.2 所示制导炮弹主要性能。表 1.1 国外典型制导炮弹技术性能性能型号 铜斑蛇（美）红土地（俄）红土地-M（俄）神剑（美）鹈鹕（法） 火山远型 超远型（意）弹径/mm155 152 155 155 155 127/155质量/kg62.0 50.0 43.0 48.1 47 61 29.0弹长/mm1370 1305 955 990.6 900 1400 950最大射程/km16 20 17 ≈50 60 85 ≈120制导方式激光半主动激光半主动激光半主动INS/GPS INS/GPS INS/GPS制导精度/m0.3~1.0 <1 <1 <10 ≈10 ≈10
图 1.3 GP155B 型制导炮弹 图 1.4 WS-35 型制导炮弹外制导炮弹制导技术发展来看，INS/GNSS 组合制导以其全天候导航刷新率的优点越来越受到重用。准技术研究现状目前成功应用于制导炮弹的对准技术有：第一种是双矢量定姿，射前有一个较准确的初始姿态角；第二种是地磁辅助惯导，但是程特别繁琐，而且容易受到强磁干扰而无法工作；第三种是基于道初始姿态角，针对这些问题，国内外学者提出了很多空中对准者 Kim 针对 SINS/GPS 组合导航系统存在大初始航向误差，如进行线性处理会引进一阶线性误差，针对此问题提出采用无迹变S 型轨迹模拟得到了验证[30]。2009 年，Jamshaid 设计了一种适的鲁棒卡尔曼滤波在线空中实时对准方法，该对准方法观测量为
【参考文献】：
期刊论文
[1]惯导辅助GNSS整周模糊度快速固定[J]. 姜冬致,陶庭叶,朱新宇. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]基于PSO-SVM的四旋翼航向角误差补偿研究[J]. 王鹏彰,孙美玲. 传感器与微系统. 2017(03)
[3]MEMS惯性传感器在汽车领域和消费领域的应用（英文）[J]. Doug Sparks,Leonardo Sala. 电子工业专用设备. 2016(12)
[4]基于MEMS/GPS的航向姿态测量系统设计[J]. 刘强,王昌刚,刘玉宝,刘晓川. 传感技术学报. 2016(08)
[5]绝对火力——德国PzH2000自行榴弹炮[J]. 吴俊锋（wudikiki1984）. 模型世界. 2016(06)
[6]GNSS/INS紧组合定位技术简介[J]. 张聪慧,邱崧. 科技展望. 2015(31)
[7]国外陆军精确制导弹药发展分析[J]. 岳松堂. 现代军事. 2015(11)
[8]GNSS/SINS深组合导航系统研究现状及展望[J]. 丁翠玲,陈帅. 航空兵器. 2015(05)
[9]带你认识中国北斗卫星导航系统[J]. 乔雪峰. 珠江水运. 2015(15)
[10]MEMS惯性技术的发展及应用[J]. 齐广峰,吕军锋. 电子设计工程. 2015(01)
博士论文
[1]滑翔增程制导炮弹弹道优化及制导控制方法研究[D]. 陈琦.南京理工大学 2017
[2]制导炮弹用MINS/GNSS组合导航系统的若干关键技术研究[D]. 徐云.南京理工大学 2016
[3]卫星导航信号扩频码构造、优选和增强接收技术研究[D]. 朱建锋.北京理工大学 2015
[4]信息融合鲁棒Kalman滤波器[D]. 齐文娟.黑龙江大学 2015
[5]SINS/GPS制导炸弹鲁棒控制方法研究[D]. 王航.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]滑翔增程炮弹GPS/SINS组合导航空中对准方法研究[D]. 王聪.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于IMU/GPS的微型航姿参考系统设计[D]. 杨雁宇.中北大学 2018
[3]INS/USBL组合导航技术研究[D]. 白金磊.哈尔滨工程大学 2016
[4]基于制导炮弹的BDS/SINS组合导航系统研究[D]. 翟萌.南京理工大学 2016
[5]原子干涉陀螺仪的相移及灵敏度分析[D]. 向丹婷.浙江大学 2013
[6]MTi微惯性航姿系统/GPS组合技术研究[D]. 董冀.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3365062
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型激光制导炮弹
图 1.2 典型 GPS/GNSS 制导炮弹表 1.1 中为对应图 1.1 与图 1.2 所示制导炮弹主要性能。表 1.1 国外典型制导炮弹技术性能性能型号 铜斑蛇（美）红土地（俄）红土地-M（俄）神剑（美）鹈鹕（法） 火山远型 超远型（意）弹径/mm155 152 155 155 155 127/155质量/kg62.0 50.0 43.0 48.1 47 61 29.0弹长/mm1370 1305 955 990.6 900 1400 950最大射程/km16 20 17 ≈50 60 85 ≈120制导方式激光半主动激光半主动激光半主动INS/GPS INS/GPS INS/GPS制导精度/m0.3~1.0 <1 <1 <10 ≈10 ≈10
图 1.3 GP155B 型制导炮弹 图 1.4 WS-35 型制导炮弹外制导炮弹制导技术发展来看，INS/GNSS 组合制导以其全天候导航刷新率的优点越来越受到重用。准技术研究现状目前成功应用于制导炮弹的对准技术有：第一种是双矢量定姿，射前有一个较准确的初始姿态角；第二种是地磁辅助惯导，但是程特别繁琐，而且容易受到强磁干扰而无法工作；第三种是基于道初始姿态角，针对这些问题，国内外学者提出了很多空中对准者 Kim 针对 SINS/GPS 组合导航系统存在大初始航向误差，如进行线性处理会引进一阶线性误差，针对此问题提出采用无迹变S 型轨迹模拟得到了验证[30]。2009 年，Jamshaid 设计了一种适的鲁棒卡尔曼滤波在线空中实时对准方法，该对准方法观测量为
【参考文献】：
期刊论文
[1]惯导辅助GNSS整周模糊度快速固定[J]. 姜冬致,陶庭叶,朱新宇. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]基于PSO-SVM的四旋翼航向角误差补偿研究[J]. 王鹏彰,孙美玲. 传感器与微系统. 2017(03)
[3]MEMS惯性传感器在汽车领域和消费领域的应用（英文）[J]. Doug Sparks,Leonardo Sala. 电子工业专用设备. 2016(12)
[4]基于MEMS/GPS的航向姿态测量系统设计[J]. 刘强,王昌刚,刘玉宝,刘晓川. 传感技术学报. 2016(08)
[5]绝对火力——德国PzH2000自行榴弹炮[J]. 吴俊锋（wudikiki1984）. 模型世界. 2016(06)
[6]GNSS/INS紧组合定位技术简介[J]. 张聪慧,邱崧. 科技展望. 2015(31)
[7]国外陆军精确制导弹药发展分析[J]. 岳松堂. 现代军事. 2015(11)
[8]GNSS/SINS深组合导航系统研究现状及展望[J]. 丁翠玲,陈帅. 航空兵器. 2015(05)
[9]带你认识中国北斗卫星导航系统[J]. 乔雪峰. 珠江水运. 2015(15)
[10]MEMS惯性技术的发展及应用[J]. 齐广峰,吕军锋. 电子设计工程. 2015(01)
博士论文
[1]滑翔增程制导炮弹弹道优化及制导控制方法研究[D]. 陈琦.南京理工大学 2017
[2]制导炮弹用MINS/GNSS组合导航系统的若干关键技术研究[D]. 徐云.南京理工大学 2016
[3]卫星导航信号扩频码构造、优选和增强接收技术研究[D]. 朱建锋.北京理工大学 2015
[4]信息融合鲁棒Kalman滤波器[D]. 齐文娟.黑龙江大学 2015
[5]SINS/GPS制导炸弹鲁棒控制方法研究[D]. 王航.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]滑翔增程炮弹GPS/SINS组合导航空中对准方法研究[D]. 王聪.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于IMU/GPS的微型航姿参考系统设计[D]. 杨雁宇.中北大学 2018
[3]INS/USBL组合导航技术研究[D]. 白金磊.哈尔滨工程大学 2016
[4]基于制导炮弹的BDS/SINS组合导航系统研究[D]. 翟萌.南京理工大学 2016
[5]原子干涉陀螺仪的相移及灵敏度分析[D]. 向丹婷.浙江大学 2013
[6]MTi微惯性航姿系统/GPS组合技术研究[D]. 董冀.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3365062
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