[发明专利]一种模拟火箭飞行试验的地面测试设计方法

权利要求书

1.一种模拟火箭飞行试验的地面测试设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用惯组加速度计敏感重力加速度信息后输出的脉冲增量计算实际箭体系视速度增量，将计算结果送地面遥测；

(2)根据惯组陀螺敏感的地球自转角速度信息输出的脉冲增量计算实际箭体系角增量；

(3)根据实际箭体系角增量计算姿态阵及姿态角，并将姿态角计算结果送地面遥测，分析陀螺是否工作正常；

(4)根据步骤1以及步骤3计算的实际箭体系视速度增量和姿态阵结果，计算实际惯性系视速度增量；

(5)将重力加速度分解到箭体系三方向，计算理论箭体系视速度增量，所述理论箭体系视速度增量的计算公式为：

ΔW_x1＝g₀·ΔT·K_p；

ΔW_y1＝ΔW_z1＝0；

其中：g₀为理论设计时选取的重力加速度，单位为m/s²；ΔT为计算周期，单位为s；K_p为重力加速度比例系数；

(6)将地球自转角速度分解到箭体系三方向，计算理论箭体系角增量，所述理论箭体系角增量计算公式为：

Δθ_x＝ω_e·ΔT·sin B₀

Δθ_y＝-ω_e·ΔT·cos A₀cos B₀

Δθ_z＝-ω_e·ΔT·sin A₀cos B₀

ω_e为地球自转角速度，单位为rad；A₀为理论设计时选取的射向，单位为°；B₀为理论设计时选取的纬度，单位为° ；

(7)根据步骤5计算的理论箭体系视速度增量和步骤7理论姿态阵结果计算理论惯性系视速度增量；

(8)将实际惯性系视速度增量替换为理论惯性系视速度增量，作为箭体导航计算的输入。

2.如权利要求1所述的地面测试设计方法，其特征在于，步骤1所述的实际箭体系视速度增量计算公式为：

其中O-X1Y1Z1为箭体坐标系，其中OX1为纵轴，OY1为法向轴，OZ1为横向轴，ΔW_x1、ΔW_y1、ΔW_z1为箭体系x1、y1、z1三方向视速度增量，单位为m/s；ΔN_ax1、ΔN_ay1、ΔN_az1为安装在箭体系三方向加速度计每个计算周期输出的脉冲增量，单位为个；K_ax1、K_ay1、K_az1为加速度计由脉冲增量转为视速度的转换系数，单位为个/(g₀·s)。

3.如权利要求1所述的地面测试设计方法，其特征在于，步骤2所述的实际箭体系角增量，计算公式为：

其中：Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z为箭体系x1,y1,z1三方向角增量，单位为rad；ΔN_gx1、ΔN_gy1、ΔN_gz1为安装在箭体系三方向陀螺每计算周期输出的脉冲增量，单位为个；K_gx1、K_gy1、K_gz1为陀螺由脉冲增量转为角增量的转换系数，单位为/个。

4.如权利要求1所述的地面测试设计方法，其特征在于，步骤3所述姿态阵计算公式为：

其中：A为箭体系到惯性系的姿态矩阵；为第n个计算周期的四元数。

5.如权利要求4所述的地面测试设计方法，其特征在于，步骤3所述姿态角计算公式为：

ψ＝arcsin(-a₃₁)

其中：ψ、γ分别为俯仰、偏航、滚动姿态角，单位为°。

6.如权利要求2所述的地面测试设计方法，其特征在于，步骤4所述实际惯性系视速度增量计算公式为：

其中，O-XYZ为发射点惯性坐标系，OX指向射向，OY为发射点重力反方向，OZ按右手坐标法则定义，ΔW_x、ΔW_y、ΔW_z分别为惯性系x,y,z三方向的视速度增量，单位为m/s。