[发明专利]一种高动态载体环境力测量方法

说明书

一种针对高速自旋运动的高动态载体环境力测量方法，该方法包括下列步骤：(1)利用卫星定位装置测试当地经纬度；(2)系统自检；(3)利用地球磁场模型计算当地地磁信息，并对载体内部测量装置中的磁强计进行地面校准；(4)对载体内部加速度计进行校准；(5)接通电源，开始静态低速测试；(6)检测高速运动状态，进行动态高速测试；(7)实时监控高动态载体传感器回传数据；(8)获取落点数据回收载体，回读测试数据；(9)进行数据反演，生成高动态载体飞行过程中的全时段环境力数据。本发明采用通用高动态载体环境力测量装置进行环境力测量，优化了测试流程，提高了测量精度，大大缩短了高动态载体的设计周期，为高动态载体的总体设计提供了依据。

技术领域

本发明属于高动态载体测量技术领域，具体涉及一种高动态载体环境力测量方法。

背景技术

载体姿态的精确测量对其自身的姿态稳定、运动控制具有重要意义。本申请所阐述的高旋载体为：自旋速度30～50转/秒(甚至更高)的载体，如弹丸、高速钻探机构等。与非自旋或低速自旋载体相比，高旋载体俯仰和偏航通道之间的耦合效应(如马格努斯效应、陀螺效应等)，使其具有特殊的运动学和动力学特性，具体表现为锥运动及其它附加运动。这些复杂运动导致载体姿态角相互耦合，出现诱导误差，加剧载体的姿态测量误差发散，从而严重影响高旋载体的导航、制导与控制。

对于小型探空火箭、气象火箭、巡飞器、制导炮弹、制导子弹、载入飞行器等的这类高动态载体，环境力数据的精确获取，对其自身的姿态稳定、运动控制意义重大。

专利号为：，发明名称为：一种高动态载体环境力测量装置，该专利申请提供了一种高动态载体环境力测量装置，弥补传统环境力测量装置不能够适应上述条件的缺点，具有结构简单、启动速度快、功耗低、体积小、稳定性强、测量精度高的优点，特别适用于高速、高旋、高冲击条件下运动载体的环境力测量以及运动特性分析领域，如石油钻井、高旋弹体、盾构挖掘等环境下。但该专利并未详细论述具体的测试步骤与流程，仅是对通用环境力测量装置的一种拓展，测试耗时长，精度受环境影响大。

目前在公开文献中，多以高速旋转弹为背景，研究的这种测量方法，但大多针对制导炮弹，其测量时间是在制导段开始，在该过程中，其转速、过载、速度已明显降低，如文献《高旋弹用惯性测量系统多量程传感器组合设计》、《基于磁传感器组合的高旋弹横滚角测量方法》等，但均未详细给出具体测量方法，仅是在理论上进行了验证。。

本发明主要应用在高速、高旋、高冲击条件下运动载体的环境力测量以及运动特性分析领域。本发明能够弥补了传统环境力测量方法耗时长、受环境影响大的缺点，优化了测试流程，提高了测量精度，大大缩短了高动态载体的设计周期，为高动态载体的总体设计提供了依据。特别适用于高速、高旋、高冲击条件下运动载体的环境力测量以及运动特性分析领域，如石油钻井、高旋弹体、盾构挖掘等环境下。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统环境力测量方法耗时长、受环境影响大的缺点缺点，提出一种高动态环境力测量方法，该方法给出了高动态环境力测量的步骤，有助于科研人员熟悉高动态载体的工作机理，从而缩短高动态载体的设计周期，节约了总体设计的开发时间。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高动态载体环境力测量方法，包括以下步骤：

步骤1，利用卫星定位装置测试当地经纬度；

步骤2，系统自检；

步骤3，利用地球磁场模型计算当地地磁信息，并对载体内部测量装置磁强计进行地面校准；

步骤4，对载体内部加速度计进行校准；

步骤5，接通电源，开始静态低速测试；

步骤6，检测高速运动状态，进行动态高速测试；

步骤7，实时监控高动态载体传感器回传数据；