[发明专利]一种成像导引头视线角零位误差估计方法及装置

说明书

本发明提供一种成像导引头视线角零位误差估计方法及装置，该方法包括：在第N次进行视线角零位误差估计后，每隔第一预设时间为一采样点，在每一采样点采集轨迹发生器基于预设轨迹模拟惯性测量单元的输出数据，并依据捷联惯导原理计算每一采样点导弹相对于目标点的弹目视线角；每隔第二预设时间采集成像导引头基于目标红外图像输出导弹按照预设轨迹飞行过程中导弹到目标点的视线角数据；建立状态方程，状态方程中状态变量包括视线角零位误差；基于弹目视线角的观测值作为观测量，利用视线角数据建立观测方程；基于状态方程和观测方程，按照卡尔曼滤波方法对视线角零位误差进行第N+1次估计；当N+1等于L时，计算视线角零位误差的均方根估计。

技术领域

本发明涉及惯导技术领域，尤其涉及一种成像导引头视线角零位误差估计方法及装置。

背景技术

成像导引头可以跟踪探测目标，测得视线角(包括高低角和方位角)，这两个角度信息有较高的精度，具有辅助惯导的潜力。成像导引头制导是一种十分重要的制导体制。导引头具有灵敏度高、空间分辨率高、抗电磁干扰能力强、全天时工作以及可进行自动目标识别等优点，具有很好的应用前景。导引头可用于单模制导、复合制导等。在导弹制导时，若将捷联惯导与导引头组成组合导航系统，能提升导引头的性能和捷联惯导的精度，从而降低有关元器件的技术指标并减少系统成本。

在实际应用过程中，成像导引头通常只能提供载体与目标的相对视线角信息，并且提供的测量值含有视线角零位误差，这给高精度制导带来困难。因此现有技术中，成像导引头提供视线角信息存在视线角零位误差，使得制导的精度较低。

发明内容

本发明实施例提供一种成像导引头视线角零位误差估计方法及装置，以解决成像导引头视线角零位误差导致制导的精度较低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种成像导引头视线角零位误差估计方法，包括：

在第N次进行视线角零位误差估计后，每隔第一预设时间为一采样点，在每一所述采样点采集轨迹发生器基于所述预设轨迹模拟惯性测量单元的输出数据，并依据捷联惯导原理计算每一所述采样点导弹相对于目标点的弹目视线角；

每隔第二预设时间采集成像导引头基于红外图像目标模拟器系统提供的一组目标红外图像输出导弹按照所述预设轨迹飞行过程中导弹到目标点的视线角数据；所述目标红外图像用于反应所述导弹在按照所述预设轨迹飞行过程中所述成像导引头搜索、捕获和跟踪目标点的过程；所述第二预设时间为第一预设时间的M倍，M为正整数；

建立状态方程，所述状态方程中状态变量包括视线角零位误差；基于所述弹目视线角的观测值作为观测量，利用所述视线角数据建立观测方程；

基于所述状态方程和所述观测方程，按照卡尔曼滤波方法对所述视线角零位误差进行第N+1次估计；

当N+1等于L时，根据所述视线角零位误差每一次的估计值计算所述视线角零位误差的均方根估计，得到所述视线角零位误差的统计估计值，所述L为大于3的整数，N为小于L的正整数。

可选的，所述状态变量还包括：目标东北天坐标系导弹与目标点的相对距离矢量、导弹东北天坐标系中导弹的速度矢量和加速度计测量误差。

可选的，所述观测方程为：

Z(t)＝h(X(t))+V(t)；

其中，Z(t)是导引头输出误差视线角；V(t)表示系统量测噪声；h(X(t))＝[A+δA E+δE]^T，A为所述弹目视线角中的方位角，E为所述弹目视线角中的高低角，δA为所述零位误差中方位角零位误差，δE为所述零位误差中高低角零位误差。

第二方面，本发明实施例还提供了一种成像导引头视线角零位误差估计装置，包括：