[发明专利]一种惯导棱镜高度差标校方法及系统

说明书

本发明公开了一种惯导棱镜高度差标校方法及系统，涉及火箭飞行器精确制导及对准技术领域。本发明将装有棱镜的火箭核心组件惯组导航系统紧固转台上，通过控制转台不同位置旋转，经纬仪准直观测惯导棱镜各位置水平方位角和俯仰角，然后根据各对应位置的转台角度、水平方位角度和俯仰角度，推算出类似观测天体的地平方位角和高度差，计算出惯导棱镜的安装偏差。本发明基于天文导航高度差法定位原理，通过惯导棱镜多位置观测，实现了惯导棱镜安装偏差精确标校，精度高、使用简便，具有较好的社会拓展应用价值和经济价值。

技术领域

本发明火箭飞行器精确制导及对准技术领域，具体是涉及一种惯导棱镜高度差标校方法及系统。

背景技术

惯导系统是火箭飞行器控制系统的核心部件之一，由惯性组件和惯导棱镜两部分组成。惯性组件实现火箭飞行器相对惯性空间的线运动和转动运动测量，控制火箭按预定弹道飞向指定目标。惯导棱镜是火箭发射坐标系与惯性导航坐标系初始对准的基础，实现火箭发射坐标系与惯导坐标系初始方位对准，为火箭精确提供发射初始姿态方位角，使惯导坐标系与火箭发射坐标系完全重合，确保火箭精确飞向目标。

惯导棱镜相对惯性组件安装时，惯导棱镜棱线与惯导坐标系一定会形成安装偏差，这个偏差可通过标定补偿来消除。目前现役装备火箭不管垂直发射还是水平发射，均采用惯导棱镜方位传递对准方式来进行补偿，且惯导棱镜标定方法各色各异，有的需要北向基准作参考，通用性非常差，使用起来极不方便，给装备用户单位使用、操作带来了极大困难。为了避免这些因素有些时候甚至取消了惯导棱镜标定，给火箭飞行成功带来了极大风险，严重影响火箭的飞行效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种惯导棱镜高度差标校方法及系统，克服了北向基准建设困难等因素，达到了惯导棱镜简单实用、精确标定的目的。

本发明提供一种惯导棱镜高度差标校方法，包括以下步骤：

将装有惯导棱镜的火箭飞行器的惯导系统紧固在转台上，并通过经纬仪实时准直观测惯导棱镜；

通过控制计算机自动控制转台旋转，使惯导棱镜旋转至不同的位置，并满足经纬仪与惯导棱镜准直；

经纬仪与惯导棱镜准直的连线延长至无限远处，视为天文导航定位中一个观测天体σ₀，经纬仪观测点视为地平坐标系的圆点，经纬仪与惯导棱镜准直点σ₀′视为天体在地球上的投影点；

经纬仪位置不变、转台旋转至另一位置时，经纬仪与惯导棱镜准直的连线延长至无限远处，视为天文导航定位中另一个观测天体σ₁，经纬仪与惯导棱镜准直点σ₁′视为天体在地球上的投影点；

经纬仪位置不变、转台旋转至多个不同位置，经纬仪与惯导棱镜准直时视为天文导航定位中多个观测天体σ₂…σ_i，经纬仪与惯导棱镜准直点σ₂′…σ_i′视为天体在地球上的投影点；

根据惯导棱镜准直点σ′₀…σ′_i的转台角度值、经纬仪俯仰角值和水平方位角值，推算出经纬仪观测惯导棱镜类似观测天体恒星的σ₀′…σ_i′地平方位角和高度差；

根据经纬仪观测惯导棱镜类似观测天体的地平方位角和高度差，计算出惯导棱镜棱线相对天体的位置，即惯导棱镜棱线相对火箭发射坐标系的安装偏差。

在上述方案的基础上，所述通过控制计算机自动控制转台旋转，使惯导棱镜旋转至不同的位置，包括以下步骤：

将紧固装有惯导系统的转台调水平；

控制转台使惯导棱镜与经纬仪垂直准直，读取转台角度值、经纬仪俯仰角值和水平方位角值；