[发明专利]一种弹载磁组合姿态测量装置上弹应用的适应性分析方法

说明书

技术领域

本发明属于地磁导航应用技术领域，具体地说，涉及一种弹载磁组合姿态测量装置上弹应用的适应性分析方法。

背景技术

地磁场是地球系统的基本物理场，是地球的固有资源，为航空、航天、航海提供了天然的参考系，可应用于航天器或舰船的定位定向及姿态控制。利用地球磁场空间分布的磁导航技术简便高效、性能可靠、抗干扰，一直是世界发达国家不可缺少的基本导航定位手段，如自动化程度很高的波音飞机都装载有磁导航定位系统。当前，地磁技术已广泛应用于地球科学、资源探测、航天航空、交通通讯、地震预测、空间天气、测绘等诸多领域，拥有巨大的应用潜力。

地球磁场同地球引力场一样，是一个地球物理场，它是由基本磁场与变化磁场两部分组成的。基本磁场来源于地球内部，研究它的变化及其起源，一直是地球动力学中的重要内容之一，而变化磁场则与电离层的变化和太阳活动等有关。地磁场是由不同来源的磁场叠加起来构成的，按其来源可把地磁场分为两大部分：一部分为稳定磁场，另一部分主要是起源于地球外部的快速变化磁场。快速变化磁场比稳定磁场弱的多，最大变化也只占总磁场的2％-4％。因此稳定磁场是地磁场的主要部分。地球主磁场的变化极为缓慢，这种变化称为地磁场的长周期变化。地球的变化磁场则是起源于外部并叠加在主磁场之上的各种短周期的地磁场变化。地球基本磁场变化十分缓慢，年变率在千分之一以下。外源场变化的时间尺寸比较小，变化比较复杂，平静时的外源场的强度不到内源场的千分之一，强扰动时的外源场也在内源场的百分之一以下。因此，在考虑地磁场本身对航天器的影响时，只需考虑内源场中的基本磁场。

炮弹的空中姿态测量，特别是高过载下姿态测量在国内仍是一大技术难题,很多方法尚处于探索中。

发明内容

本发明的目的在于克服炮弹的空中姿态测量技术中存在的缺陷，提供一种弹载磁组合姿态测量装置上弹应用的适应性分析方法。

其具体技术方案为：

一种弹载磁组合姿态测量装置上弹应用的适应性分析方法，包括以下步骤：

1)地域磁场异常的影响分析

地磁传感器检测磁场范围可以适应全球不同地域，对于各地的地磁异常情况看，不同地域地磁的磁场强度、磁偏角和磁倾角的异常，对应弹载磁组合姿态测量装置的测试最大误差在±3°以内；

2)射击参数影响分析

炮弹发射的射角和射向对弹载磁组合姿态测量装置的测试精度均有影响；

磁组合姿态测量装置能在0°～360°全射向内使用，考虑工程应用以及保证测试精度，弹载磁组合姿态测量装置探测弹体滚转姿态信息要求炮弹射向与磁北的夹角大于1.0°以上；

飞行中俯仰角和偏航角的变化对弹载磁组合姿态测量装置的影响根据弹上卫星定位装置处理的实时弹道倾角和航向进行修正，其测试误差对弹载磁组合姿态测量装置的测试误差在2.0°以内；

3)气象条件影响分析

当地磁产生100纳特的强度异常，对弹载磁组合姿态测量装置测量精度的影响只有1.2°的影响；

4)地磁异常的影响分析

巨磁暴对弹载磁组合姿态测量装置的测试精度影响在±5°以内，磁暴幅度达到千纳特以上；

5)舰载环境的影响分析

弹载磁组合姿态测量装置在试验应用中经各型雷达照射下能正常工作，不影响测量精度；

6)弹载环境的影响分析

飞行中电流达到10A，会产生一定的电磁干扰，制导炮弹设计时，在舵机舱采用了抗电磁辐射隔离材料；弹载磁组合姿态测量装置设计时专门设计了抗电磁干扰电路；同时弹载磁组合姿态测量装置与舵机电机距离在200mm以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的一种弹载磁组合姿态测量装置上弹应用的适应性分析方法，该方法从不同地域、射击参数、气象条件、地磁异常、舰载环境、弹载环境等因素分析，弹载磁组合姿态测量装置的测试精度很高并有较强的适应性。

具体实施方式

下面结合具体实施方案对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

弹载磁组合姿态测量装置利用地磁场特性探测炮弹滚转信息，从其工作原理看，有如下因素影响其测试精度：不同地域、射击参数、气象条件、地磁异常、舰载环境、弹载环境等，下面分析这些因素对弹载磁组合姿态测量装置的测试精度影响及其适应性。

1)地域磁场异常的影响分析