[发明专利]一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统

说明书

本发明公开了一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统，该制导系统多源融合导航子系统、末制导子系统、控制与驱动单元和电池，其中，多源融合导航子系统由陀螺仪、加速度计、磁强计、气压高度计、微处理器和外围电路组成，末制导子系统由红外或可见光主动式导引头、图像处理计算机和外围电路组成。自主制导系统在弹药发射前上电，接收装订数据，在发射后完成多传感器数据采集、实时在线标定、空中初始对准、多源融合导航、末端匹配制导等功能，实现在不依赖卫星导航条件下的自主导航与制导，能够适应现代战争环境中卫星导航信号缺失条件下的精确制导作战任务。

技术领域

本发明属于导航制导与控制技术领域，尤其涉及一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统。

背景技术

增程制导弹药是从常规武器平台发射的一种弹药，在飞行过程中实时测量弹道诸元或目标信息，解算弹道偏差并控制相应的修正执行机构，对弹道进行一次或多次修正，从而提高射击精度。增程制导弹药通常需要承受高过载、高转速等恶劣条件，其采用与常规弹药一致的弹体高速旋转运动方式。增程制导弹药在飞行过程中的修正，需要依赖精确的制导信息。在具备卫星导航条件下，增程制导弹道可采用惯性/卫星组合方式，完成全程制导。在不具备卫星导航条件下，惯性/卫星组合方式无法提供导航信息，增程制导弹药不能够完成精确制导与打击。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统，在卫星导航信号缺失条件下，实现增程制导弹药的自主导航与制导。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统，包括：多源融合导航子系统、末制导子系统、控制与驱动单元和电池；其中，所述多源融合导航子系统根据得到的地面装订信息、运动角速度、运动加速度、3轴磁场强度和气压高度信息，通过多源数据融合方法，得到制导弹药的导航信息，并将导航信息发送到控制与驱动单元；控制与驱动单元根据所述导航信息得到制导弹药的飞行位置，当制导弹药飞行至预定区域时，控制与驱动单元发送启动信号至末制导子系统，使得末制导子系统启动工作；所述末制导子系统采集图像信息，通过图像匹配运算锁定目标点，并得到主动式导引头视场轴与目标点的导引信息，将导引信息发送至控制与驱动单元；所述控制与驱动单元根据导引信息生成末端制导飞行控制指令，驱动舵机偏转完成飞行控制；电池分别给多源融合导航子系统、末制导子系统和控制与驱动单元提供电能。

上述不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统中，所述多源融合导航子系统包括3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、气压高度计和微处理器；其中，3轴陀螺仪得到制导弹药的运动角速度，将所述运动角速度传输给所述微处理器；3轴加速度计得到制导弹药的运动加速度，将所述运动加速度传输给所述微处理器；3轴磁强计得到制导弹药所处区域的3轴磁场强度，将所述3轴磁场强度传输给所述微处理器；气压高度计得到制导弹药所处区域的气压高度信息，将所述气压高度信息传输给所述微处理器；所述微处理器根据接收的地面装订信息、运动角速度、运动加速度、3轴磁场强度和气压高度信息，通过多源数据融合方法，得到制导弹药的导航信息，并将导航信息发送到控制与驱动单元。

上述不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统中，所述多源融合导航子系统还包括第一外围电路；其中，第一外围电路分别与3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、气压高度计、微处理器相连接，第一外围电路均给3轴陀螺仪、3轴加速度计、3轴磁强计、气压高度计和微处理器供电。

上述不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统中，所述末制导子系统包括主动式导引头、图像处理计算机和第二外围电路；其中，所述主动式导引头采集图像信息，并将图像信息发送至图像处理计算机；图像处理计算机通过图像匹配运算锁定目标点，并得到主动式导引头视场轴与目标点的导引信息，并发送至控制与驱动单元；第二外围电路分别与主动式导引头和图像处理计算机相连接，第二外围电路均给主动式导引头和图像处理计算机供电。

上述不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统中，所述多源数据融合方法包括标定步骤、初始对准步骤和自主导航步骤。