[发明专利]一种基于杆臂挠曲变形补偿的机载武器传递对准方法

说明书

本发明提供一种基于杆臂挠曲变形补偿的机载武器传递对准方法，分别通过比较由主子惯性导航系统提供的速度误差值，能够获得一个对准误差的估计值，通过比较由主子惯性导航系统提供的姿态误差值，能够获得另一个对准误差的估计值，采用权值模糊自适应滤波对两个对准误差值进行不同比重的信息分配，利用速度匹配实现水平姿态对准，姿态匹配实现航向对准；从而能够在作为公共参考系统的主惯导系统上得到全局次优估计，实现子惯导系统的对传递对准；从而使得传递对准简单可靠，收敛速度快，估计精度高，实现了两者的互补，提高了传递对准的对准精度，缩短了对准时间。

技术领域

本发明涉及弹载子惯导的初始对准，具体为一种基于杆臂挠曲变形补偿的机载武器传递对准方法。

背景技术

惯性导航系统在工作以前，其导航坐标系是不确定的，为了建立合适的导航坐标系，惯性导航系统在进入导航状态之前要先进行初始对准。由于初始对准的精度决定了后期惯性导航系统的导航精度，因此，国内外对惯性导航系统的初始对准研究比较重视，尤其是惯性导航系统在动基座上的初始对准技术。动基座的运动环境比较复杂，因此在动基座的初始对准中一般不采用自主式的对准方式，而是以载体的惯性导航系统作为对准基准，动态匹配机载主惯导系统与弹体子惯导系统的输出数据，完成弹体子惯导系统的初始对准，即传递对准。

机载武器系统中机载主惯导系统一般采用高精度捷联惯性导航系统，以便为弹载子惯导系统提供多种参考信息，而弹载子惯导可以只使用机载主惯导提供的一种参考信息，也可同时使用多种参考信息进行传递对准。目前传递对准基本匹配方案可分为两大类，分别称为计算参数匹配法(速度匹配、姿态匹配、位置匹配)和测量参数匹配法(角速度匹配和比力匹配)。计算参数匹配法和测量参数匹配法各有优缺点，两者的比较如下：

1)由于计算参数匹配法能有效地抑制运载体振动环境的影响，因此精度较高；而测量参数匹配法精度受机翼挠曲变形及颤振影响很大，现实中又很难对挠曲和颤振进行精确建模，因此精度较差。

2)计算参数匹配法产生足够大的观测量差值的过程需要一定的时间，故这种方法的对准时间较长；而测量参数匹配法直接使用惯性元器件的测量值作为观测量，因此对准速度较快。

机载武器传递对准是指弹载子惯导以机载主惯导输出的姿态、速度、位置等信息作为弹载子惯导初始对准的基准所进行的初始对准。但是在实际的传递对准中，由于杆臂效应、挠曲变形以及颤振等因素的影响导致机载主惯导提供给弹载子惯导的信息需要进行一系列的处理之后才能作为弹载子惯导的初始信息。

机载主惯导在安装时要求安装位置与载机的重心重合，而弹载子惯导系统一般是安装在机翼或机尾，这样弹载子惯导和机载主惯导之间就存在一定的安装距离。当载机相对惯性空间产生角运动时，机载主惯导和弹载子惯导的加速度计会敏感到不同的比力而解算出不同的地速，这种现象称为传递对准中的杆臂效应。其中，机载主惯导和弹载子惯导输出的比力差异，称为杆臂加速度；机载主惯导和弹载子惯导解算出的地速的差异，称为杆臂速度。

杆臂效应引起弹载子惯导系统加速度计与机载主惯导加速度计的测量存在一定的偏差，导致弹载子惯导系统的速度及位置导航参数存在误差。对于由于杆臂效应引起的一系列误差，可以通过传递机载主惯导系统输出信息使弹载子惯导装订到标称值里实现，从而减小杆臂效应对对准精度的影响。工程应用中，杆臂效应的补偿常采用力学方法，力学补偿方法要求杆臂长度准确已知，但是在大多数情况下杆臂长度是无法准确获得的。

为快速获得弹载子惯导信息的输出，一般使用多种匹配方法进行传递对准，而且不同的匹配方法在载机不同的机动条件下所获得的信息也不同。在采用摇翼机动时，速度匹配传递对准无法将航向平台失准角分离出来，而姿态匹配传递对准在该机动条件下无法将北向平台失准角分离出来。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于杆臂挠曲变形补偿的机载武器传递对准方法，通过对杆臂速度项进行补偿，减弱杆臂效应对传递对准精度的影响，有效的提高对准精度和对准时间。