[发明专利]全捷联激光导引头在目标出线性视场情况下角度测量方法

权利要求书

1.一种全捷联激光导引头在目标出线性视场情况下的角度测量方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

步骤1：只考虑t₀、t₁两个时刻的姿态变化，预测中间状态弹体坐标系O_b0-X_b1Y_b1Z_b1下目标的俯仰角ε'₁和方位角θ'₁：

步骤1.1：计算t₁时刻从中间弹体系O_b0-X_b1Y_b1Z_b1转换到地理坐标系O_n-X_nY_nZ_n的转换矩阵：

其中，ψ₁、γ₁为t₁时刻弹上惯导测量的、弹体坐标系相对地理坐标系的2-3-1顺序欧拉角，依次为俯仰角、方位角和滚动角，单位为弧度;

步骤1.2：计算从t₀时刻地理坐标系O_n-X_nY_nZ_n转换到t₀时刻弹体坐标系O_b0-X_b0Y_b0Z_b0的转换矩阵：

其中，ψ₀、γ₀为t₀时刻弹上惯导测量的、弹体坐标系相对地理坐标系的2-3-1顺序欧拉角，依次为俯仰角、方位角和滚动角，单位为弧度;

步骤1.3：计算按照3-2顺序，将t₀时刻地理坐标系O_n-X_nY_nZ_n转换到弹上视线坐标系O_s-X_sY_sZ_s，转换矩阵为：

其中，ε₀和θ₀分别为t₀时刻导引头测出的目标俯仰角和方位角，单位为弧度;

步骤1.4：计算t₁时刻从中间弹体系O_b0-X_b1Y_b1Z_b1转到弹上视线系O_s-X_sY_sZ_s的转换矩阵为：

mT_B₁＝mS₁_B₀*mB₀_N*mN_B₁ (4)

步骤1.5：计算目标相对中间弹体坐标系O₀-X₁Y₁Z₁的俯仰角ε'₁和方位角θ'₁：

其中，mT_B₁[1,2]、mT_B₁[1,2]、mT_B₁[1,2]分别表示转换矩阵mT_B₁的矩阵元素；

步骤2：计算在中间状态弹体坐标系O₀-X₁Y₁Z₁下导引头位置与目标之间的弹目向量

步骤2.1：计算出t₀时刻弹目距离Dis_t₀：

步骤2.1.1：分别计算t₀时刻导弹位置O_b0处和目标位置O_T处的卯酉圈、子午圈半径：

和

其中，R_w0、R_wT分别表示O_b0和O_T处的卯酉圈半径，R_N0、R_NT分别表示O_b0和O_T处的子午圈半径；a_e＝6378140，b_e＝a_e(1-1/298.257)分别为地球的长半轴和短半轴长度，单位米；L_T为目标的纬度，单位为弧度；L₀为t₀时刻导弹的纬度，单位为弧度;

步骤2.1.2：计算地心坐标系下t₀时刻弹的位置坐标[e_x0 e_y0 e_z0]^T和目标位置坐标[e_xTe_yT e_zT]^T：

其中：λ₀、L₀和h₀分别为t₀时刻导弹的经度、纬度和高度，单位分别为弧度、弧度和米；λ_T、L_T和h_T分别为目标的经度、纬度和高度，单位分别为弧度、弧度和米；

步骤2.1.3：计算t₀时刻弹目距离：

步骤2.2：计算t₀时刻在中间状态弹体坐标系O₀-X₁Y₁Z₁下的弹目向量

步骤3：计算在中间状态弹体坐标系O₀-X₁Y₁Z₁下t₀时刻导弹位置O_b0到t₁时刻导弹位置O_b1之间的向量

步骤3.1：计算t₁时刻导弹位置O_b1处的卯酉圈R_w1和子午圈半径R_N1：

L₁为t₁时刻导弹的纬度，单位为弧度;

步骤3.2：计算地心坐标系下t₁时刻弹的位置坐标[e_x1 e_y1 e_z1]^T：

其中，λ₁、L₁和h₁分别为t₁时刻导弹的经度、纬度和高度，单位分别为弧度、弧度和米;

步骤3.3：计算t₀时刻弹体位置O_b0处地心坐标系到地理坐标系的转换矩阵：

步骤3.4：计算t₀时刻弹体位置O_b0处地理坐标系到中间状态弹体坐标系的转换矩阵：

mB₀_N＝mN_B₀^T (14)

步骤3.5：计算在中间状态弹体坐标系O₀-X₁Y₁Z₁下t₀时刻导弹位置O_b0到t₁时刻导弹位置O_b1之间的向量

步骤4：计算在中间状态弹体坐标系下，t₁时刻导弹位置O_b1与目标O_T之间的弹目向量

步骤5：计算目标俯仰角ε和方位角θ：