[发明专利]一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法

权利要求书

1.一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、根据飞行器GPS导航系统获取飞行器质心所在经度、纬度和海拔高度信息，求取飞行器的质心速度信息并将质心速度换算至发射坐标系质心速度信息；

步骤2)、利用步骤1)所得发射坐标系质心速度信息求取速度高低角与速度方位角，将速度高低角与速度方位角代入复攻角补偿算法求取弹轴高低角与弹轴方位角；

步骤3)、利用步骤1)所得飞行器经度、纬度和海拔高度信息，根据地磁模型求取地磁场，然后通过坐标系转换求取地理坐标系地磁场分量；

步骤4)、利用飞行器高速旋转采集K圈的地磁数据，利用采集的地磁数据求取误差校正参数；

步骤5)、利用步骤4)得到的误差校正参数求取的修正后弹体坐标系地磁场分量，然后将步骤3)得到的地理坐标系地磁场分量、步骤2)得到的弹轴高低角、修正后弹体坐标系地磁场分量和弹轴方位角代入后体滚转角解算算法模块，求取双旋弹后体滚转角；

步骤6)、获取当前角编码器所测滚转角——前体相对于后体的滚转角，将步骤5)得到的双旋弹后体滚转角与角编码器所测滚转角求向量和即为前体滚转角。

2.根据权利要求1所述的一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法，其特征在于，步骤1)中，通过GPS系统提供坐标系下的分速度信息将分速度信息通过坐标转换变为地面坐标系下的速度分量(V_x，V_y，V_z，)：

其中σ是初始航向角，L和λ分别表示GPS系统给出的纬度和经度信息。

3.根据权利要求1所述的一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法，其特征在于，建立地面坐标系O₁XYZ、基准坐标系OX_NY_NZ_N和弹轴坐标系Oξηζ，基准坐标系OX_NY_NZ_N由地面坐标系平移至飞行器质心O而成，随质心一起平动；弹轴坐标系可看作基准坐标系N经两次旋转而成；第一次是基准坐标系N绕OZ_N轴正向右旋角，第二次是绕Oη轴负向右旋角，为弹轴高低角，为弹轴方位角：

双旋弹前体极转动惯量为后体极转动惯量为飞行器整体赤道转动惯量为I_y；在地面坐标系下，双旋飞行器的实时质心速度分量为(V_x，V_y，V_z，)，其合速度为V；在弹轴坐标系下，后体滚转角速度为前体滚转角速度为则期望的弹轴高低角与弹轴方位角按下式计算：

速度方位角ψ与速度高低角θ：

复攻角δ_P1、δ_P2：

M、T由气动外形和大气条件参数确定；

弹轴高低角与弹轴方位角确定如下：

4.根据权利要求3所述的一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法，其特征在于，地面坐标系O₁XYZ确定：双旋飞行器的起飞点为原点O₁，O₁X轴沿水平线指向发射方向，O₁Y轴铅直向上，O₁Z轴按右手法则确定；基准坐标系OX_NY_NZ_N确定：由地面坐标系平移至飞行器质心O而成，随质心一起平动；弹轴坐标系Oξηζ确定：Oξ轴为弹轴，Oη轴垂直于Oξ轴指向上方，Oζ轴按右手法则确定。

5.根据权利要求1所述的一种高旋高过载条件飞行器的姿态角确定方法，其特征在于，步骤3)中，地磁模型表述为：

其中X、Y、Z分别代表地心球坐标系下地磁场的北向、东向和垂直方向的分量；φ表示地理余纬；λ表示经度；N是最高阶数；和表示地磁场的球谐系数；a是地球参考半径；r是距离地心的径向距离；是包含φ的多项式；然后通过坐标系转换求取地理坐标系地磁场分量：