基于天基平台的传递对准技术研究
发布时间：2021-11-12 16:44
随着军事技术的发展,应用于空间的天基武器系统在现代战争中的作用越来越大，使得各国对于天基系统的研究越来越重视。天基平台可实现对于敌方导弹、飞行器以及战舰等目标的侦察、通信、预警甚至直接打击等军事任务。其特点为启动时间短，响应速度快，这对空间平台武器系统的快速精确初始对准提出了较高的技术要求，因此天基系统的传递对准技术是决定天基系统打击精度的关键技术，如何实现其在动基座条件下的初始对准具有重要的研究意义，本文将针对天基武器系统的动机座传递对准技术展开了深入研究。针对地球J2引力模型，基于STK和基于天基平台运动学两种轨迹发生器设计方法设计了天基平台运动轨迹；在J2000地心惯性坐标系下建立了惯导解算方程，并根据轨迹发生器产生的轨道数据验证了解算方程的正确性；推导了J2000地心惯性系下捷联惯导系统的姿态、速度和位置误差传播方程，给出了系统的误差状态方程；给出了天基环境下惯性器件误差模型以及杆臂效应和挠曲变形的模型。以上这些为传递对准的研究奠定了基础。建立了“角速率”和“姿态角”匹配模式下的传递对准方程。通过基于奇异值分解的可观测性分析方法对系统的可观测性以及状态变量的可观测度进行了分析。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 传递对准的研究现状
1.2.1 国外传递对准发展概况
1.2.2 国内传递对准研究现状
1.2.3 天基平台的传递对准研究
1.3 论文主要内容
第2章 捷联惯导传递对准基本方程
2.1 引言
2.2 导航中常用坐标系及地球参考模型
2.2.1 导航中常用坐标系
2.2.2 地球参考模型
2.3 轨迹发生器的设计方法
2.3.1 基于 STK 软件的轨迹设计方法
2.3.2 基于天基平台动力学的轨迹设计方法
2.3.3 轨迹设计结果
2.4 捷联惯导解算模型
2.4.1 J2000 地心惯性坐标系下的惯导解算模型
2.4.2 惯导解算仿真结果及分析
2.5 捷联惯导系统误差方程
2.5.1 姿态误差方程
2.5.2 速度误差方程
2.5.3 位置误差方程
2.5.4 捷联惯导系统误差状态方程
2.6 惯性器件误差模型
2.7 杆臂效应及挠曲运动模型
2.7.1 MINS 和 SINS 的速度关系
2.7.2 MINS 和 SINS 的加速度关系
2.7.3 运载体振动与挠曲运动模型
2.8 本章小结
第3章 基于姿态机动的传递对准方法
3.1 引言
3.2 传递对准状态模型
3.3 传递对准的卡尔曼滤波实现
3.3.1 角速率匹配
3.3.2 姿态匹配
3.4 可观测性分析
3.4.1 基于奇异值分解的系统可观测性分析理论
3.4.2 可观测性仿真
3.4.3 可观测性仿真结果分析
3.5 卡尔曼滤波仿真
3.5.1 角速度匹配模式下的卡尔曼滤波结果
3.5.2 姿态角匹配模式下的卡尔曼滤波结果
3.5.3 卡尔曼滤波结果分析
3.6 陀螺仪误差标定
3.6.1 角速度匹配模式下的估计结果分析
3.6.2 姿态角匹配模式下的估计结果分析
3.7 本章小结
第4章 基于星敏感器的传递对准方法
4.1 引言
4.2 天基导弹的动机座对准方案
4.3 天基导弹动机座传递对准模型的建立
4.3.1 状态方程
4.3.2 量测方程的建立
4.4 卡尔曼滤波仿真
4.4.1 无轨道机动时的仿真结果
4.4.2 常值轨道机动时的仿真结果
4.4.3 正弦轨道机动时的仿真结果
4.4.4 卡尔曼滤波仿真结果分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]捷联惯导姿态误差模型分析[J]. 毛玉良,陈家斌,宋春雷,刘朝华. 中国惯性技术学报. 2013(02)
[2]捷联惯导基于星体跟踪器的高精度初始对准算法[J]. 张金亮,秦永元,吴枫. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[3]箭载SINS杆臂效应频域处理方法[J]. 程向红,仲小丽,冉昌艳,周如好. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[4]惯性导航系统传递对准技术综述[J]. 徐林,李世玲,屈新芬. 信息与电子工程. 2010(06)
[5]传递对准中杆臂效应误差的补偿研究[J]. 李蓓,高伟,王嘉男,陈明辉. 弹箭与制导学报. 2008(06)
[6]空间平台下传递对准方案[J]. 陈凯,孟中杰,鲁浩,黄攀峰,闫杰. 宇航学报. 2008(05)
[7]基于STK的卫星飞行轨迹仿真技术[J]. 陈希军,李仁. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2008(03)
[8]天基导弹的动基座快速精确传递对准方法[J]. 马闪,王新龙. 红外与激光工程. 2007(S2)
[9]空间平台武器系统传递对准的机动方案设计[J]. 胡正东,杨华波,张士峰,蔡洪. 中国惯性技术学报. 2007(04)
[10]空间平台在空间对抗中的应用研究[J]. 于小红. 装备指挥技术学院学报. 2003(04)
博士论文
[1]捷联惯导系统传递对准研究[D]. 孙昌跃.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]空间机动飞行器捷联惯导传递对准技术研究[D]. 蒋鑫.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3491307
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 传递对准的研究现状
1.2.1 国外传递对准发展概况
1.2.2 国内传递对准研究现状
1.2.3 天基平台的传递对准研究
1.3 论文主要内容
第2章 捷联惯导传递对准基本方程
2.1 引言
2.2 导航中常用坐标系及地球参考模型
2.2.1 导航中常用坐标系
2.2.2 地球参考模型
2.3 轨迹发生器的设计方法
2.3.1 基于 STK 软件的轨迹设计方法
2.3.2 基于天基平台动力学的轨迹设计方法
2.3.3 轨迹设计结果
2.4 捷联惯导解算模型
2.4.1 J2000 地心惯性坐标系下的惯导解算模型
2.4.2 惯导解算仿真结果及分析
2.5 捷联惯导系统误差方程
2.5.1 姿态误差方程
2.5.2 速度误差方程
2.5.3 位置误差方程
2.5.4 捷联惯导系统误差状态方程
2.6 惯性器件误差模型
2.7 杆臂效应及挠曲运动模型
2.7.1 MINS 和 SINS 的速度关系
2.7.2 MINS 和 SINS 的加速度关系
2.7.3 运载体振动与挠曲运动模型
2.8 本章小结
第3章 基于姿态机动的传递对准方法
3.1 引言
3.2 传递对准状态模型
3.3 传递对准的卡尔曼滤波实现
3.3.1 角速率匹配
3.3.2 姿态匹配
3.4 可观测性分析
3.4.1 基于奇异值分解的系统可观测性分析理论
3.4.2 可观测性仿真
3.4.3 可观测性仿真结果分析
3.5 卡尔曼滤波仿真
3.5.1 角速度匹配模式下的卡尔曼滤波结果
3.5.2 姿态角匹配模式下的卡尔曼滤波结果
3.5.3 卡尔曼滤波结果分析
3.6 陀螺仪误差标定
3.6.1 角速度匹配模式下的估计结果分析
3.6.2 姿态角匹配模式下的估计结果分析
3.7 本章小结
第4章 基于星敏感器的传递对准方法
4.1 引言
4.2 天基导弹的动机座对准方案
4.3 天基导弹动机座传递对准模型的建立
4.3.1 状态方程
4.3.2 量测方程的建立
4.4 卡尔曼滤波仿真
4.4.1 无轨道机动时的仿真结果
4.4.2 常值轨道机动时的仿真结果
4.4.3 正弦轨道机动时的仿真结果
4.4.4 卡尔曼滤波仿真结果分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]捷联惯导姿态误差模型分析[J]. 毛玉良,陈家斌,宋春雷,刘朝华. 中国惯性技术学报. 2013(02)
[2]捷联惯导基于星体跟踪器的高精度初始对准算法[J]. 张金亮,秦永元,吴枫. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[3]箭载SINS杆臂效应频域处理方法[J]. 程向红,仲小丽,冉昌艳,周如好. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[4]惯性导航系统传递对准技术综述[J]. 徐林,李世玲,屈新芬. 信息与电子工程. 2010(06)
[5]传递对准中杆臂效应误差的补偿研究[J]. 李蓓,高伟,王嘉男,陈明辉. 弹箭与制导学报. 2008(06)
[6]空间平台下传递对准方案[J]. 陈凯,孟中杰,鲁浩,黄攀峰,闫杰. 宇航学报. 2008(05)
[7]基于STK的卫星飞行轨迹仿真技术[J]. 陈希军,李仁. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2008(03)
[8]天基导弹的动基座快速精确传递对准方法[J]. 马闪,王新龙. 红外与激光工程. 2007(S2)
[9]空间平台武器系统传递对准的机动方案设计[J]. 胡正东,杨华波,张士峰,蔡洪. 中国惯性技术学报. 2007(04)
[10]空间平台在空间对抗中的应用研究[J]. 于小红. 装备指挥技术学院学报. 2003(04)
博士论文
[1]捷联惯导系统传递对准研究[D]. 孙昌跃.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]空间机动飞行器捷联惯导传递对准技术研究[D]. 蒋鑫.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3491307
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