[发明专利]基于磁测滚转的旋转弹炮口初始参数测量方法

说明书

本发明公开了一种基于磁测滚转的旋转弹炮口初始参数测量方法，包括如下步骤：（1）、旋转弹炮口初始参数测量方案，（2）、磁测滚转速率及其滤波估计方法，（3）、旋转弹炮口初始速度解算方法，（4）、旋转弹炮口初始姿态解算方法，（5）、利用炮口初始姿态解算所得弹体三维姿态信息（ψ₀，θ₀和γ₀），再按速度投影公式计算旋转弹出炮口时各初始速度分量（υ_0,x，υ_0,y和υ_0,z）。本发明方法实现旋转弹体初始姿态参数的准确测量，具有简单、容易实施，性格比高等优点。

技术领域

本发明涉及高速旋转弹体炮口初始参数测量技术领域，具体是一 种基于三轴加速计和单轴磁传感器的旋转弹炮口初始姿态和速度联 合测量方法。

背景技术

旋转弹制导化改造是常规武器发展方向，旋转弹飞行姿态的实时 测量是实现其导航与控制的前提。但由于旋转弹发射时具有高自转和 高过载等的限制，所用弹载姿态测量系统必须具有抗高过载、小体积 和低成本等性能要求。特别是旋转弹高速旋转特性，高达40转/秒自 旋速度，就目前弹载陀螺仪的量程与精度很难同时满足这类应用要求， 从而影响了弹丸导航初始姿态和速度的准确获取，而初始姿态和速度 是进行惯导解算的前提条件，因此，旋转弹初始姿态和速度参数的准 确获取是的其制导化改造的难点之一。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于旋转弹的初始姿态和速度测量方法， 实现旋转弹体初始姿态参数的准确测量。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于磁测滚转的旋转弹炮口初始参数测量方法，包括如下步 骤：

(1)、旋转弹炮口初始参数测量方案

弹体坐标系(OX^bY^bZ^b)规定为前上右部，符合右手关系；

三轴加速度计完全捷联安装于弹体坐标系，加速度计各敏感轴方 向与弹体坐标系各轴方向一致，X、Y和Z轴加速度计测量输出分别 用和表示，各加速度计用来测量弹体内加速度分量；

单轴磁传感器与弹体滚转轴X^b轴完全捷联安装，单轴磁传感用于 测量旋转弹滚转角速率信息，其测量输出用M_x表示；

选取发射坐标系为旋转弹导航参考坐标系(OXⁿYⁿZⁿ)，其中为 弹体偏航角，θ为弹体俯仰角，γ为弹体滚转角；

(2)、磁测滚转速率及其滤波估计方法

2.1、旋转弹滚转角速率观测量的获取方法

根据电磁感应定律，得到捷联安装于弹轴的单轴磁传感器的输出 电压满足如下方程：

上式(1)中，Φ_m为火炮膛内的最大磁通量，N为线圈匝数，ψ_m为磁通链，ω_x为弹体自旋转的角速率；

利用捷联安装于滚转轴的磁测量输出M_x估算弹体滚转角速率 ω_m,x；

2.2、弹体滚转角速率滤波器

利用磁传感器测量输出M_x估算得到的弹体滚转角速率ω_m,x总是 存在一定的误差，其测量误差方程表示为：