[发明专利]一种基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法

说明书

本发明公开了一种基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法，包括：获取惯性制导遥外测速度误差和位置误差；对惯性制导遥外测速度误差和位置误差进行开环修正和补偿，得到遥外测速度观测量；根据飞行环境函数关系，构建制导工具误差模型；采用最小二乘法求解出制导工具误差的值；根据求解出的制导工具误差的值，对遥外测速度观测量进行补偿，以提高惯性制导精度。本发明克服了现有方案忽略速度反馈、位置反馈时近似线性化引起速度环境函数与遥外测速度误差不匹配，进而导致不能精确求解惯性制导工具误差系数的不足的问题。

技术领域

本发明属于惯性导航与惯性制导技术领域，尤其涉及一种基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法。

背景技术

当前航天飞行器的惯性导航主要采用陀螺仪和加速度计构成的惯性测量系统(捷联系统或平台系统)作为运动信息测量部件，其精度直接决定了航天飞行器的制导精度，因此，把惯性测量系统的误差一般称作惯性制导工具误差。由于惯性测量系统的误差不可直接观测，而须通过外部测量的速度、姿态等信息来补偿或修正惯性测量系统的误差以提高制导精度，这就牵涉到如何分离出惯性测量系统的误差系数，或惯性制导工具误差系数。

在利用弹道导弹遥外测数据分离惯性测量系统误差系数时，可采用遥外测速度误差误差作为观测量，其优点是速度误差反映了加速度计组合和陀螺仪组合的测量误差，另外一个优点是建立速度环境函数矩阵后可直接通过解方程求解误差系数，过程中没有微分解算。

建立速度环境函数主要基于惯性导航误差传播方程，由于存在着速度误差、位置误差和姿态角误差反馈，为一个非线性多变量交链方程，因此，难以建立所需的线性方程从而求解工具误差。

目前，在工程实际中主要采用了简化的方案，忽略了姿态角误差对姿态角速度的反馈作用，也忽略了速度误差和位置误差对加速度误差的反馈作用。该简化方案适宜于飞行时间较短的弹道导弹主动段应用场景，在关机点时刻可认为速度误差和位置误差引起的反馈作用非常小，从而影响落点精度的主要因素是惯性器件的误差。但随着全程制导飞行时间的量级增加，该简化方案已显露出不足，表现为长时间飞行时舒拉周期的影响、地球几何模型的影响、重力异常的影响等都会导致分离的误差系数偏离真值较大，从而导致制导精度下降。

为此，如何在反映惯性导航误差传播客观存在反馈的约束条件下，实现基于弹道导弹遥外测数据的惯性测量系统误差系数精确分离是一个难题。需要寻找一种精确的基于遥外测数据估计制导工具误差系数分离方法，以提高惯性制导的精度。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法，克服了现有方案忽略速度反馈、位置反馈时近似线性化引起速度环境函数与遥外测速度误差不匹配，进而导致不能精确求解惯性制导工具误差系数的不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法，包括：

获取惯性制导遥外测速度误差和位置误差；

对惯性制导遥外测速度误差和位置误差进行开环修正和补偿，得到遥外测速度观测量；

根据飞行环境函数关系，构建制导工具误差模型，其中，所述制导工具误差模型满足线性关系；

采用最小二乘法求解出制导工具误差的值；

根据求解出的制导工具误差的值，对遥外测速度观测量进行补偿，以提高惯性制导精度。

在上述基于速度误差开环修正的提高惯性制导精度的方法中，获取惯性制导遥外测速度误差和位置误差，包括：

获取导弹相对发射点地球坐标系的遥外测速度误差和位置误差