[发明专利]一种基于加速度信息的旋转弹快速对准方法

说明书

本发明提供了一种基于加速度信息的旋转弹快速对准方法，所述方法包括：实时获取对准期间微惯导系统的加速度信息；基于微惯导系统的加速度信息获取微惯导系统的滚动角；基于微惯导系统的滚动角获取与当前时刻的滚动角相对应的初始滚动角；建立对准期间每个时刻的初始滚动角与预设的最佳初始滚动角的均方误差方程；基于均方误差方程获取预设的最佳初始滚动角；基于预设的最佳初始滚动角、对准期间微惯导系统的陀螺角速率信息和导航周期获取微惯导系统补偿后的滚动角，以完成旋转弹的对准。本发明能够解决现有技术中微惯导系统对无控飞行的旋转弹对准精度较差，难以满足初始对准精度要求的技术问题。

技术领域

本发明涉及微惯导系统对准技术领域，尤其涉及一种基于加速度信息的旋转弹快速对准方法。

背景技术

制导弹药将在未来高技术条件下的战争中发挥非常重要的作用，目前，世界各国已经成功或正在研制多种采用不同制导方式的制导弹药。微惯导系统具有体积小、重量轻、自主性强、隐蔽性好等特点，在制导弹药领域有着广阔的应用前景。

初始对准是微惯导系统正常工作的前提，由于制导弹药飞行时间较短，初始对准的速度也在很大程度上决定了制导弹药能够进行制导控制的时间，对于增加射程，提高打击精度具有重要意义。对于制导弹药用微惯导系统，其初始对准算法既要求对准精度高，又要求对准时间短。

制导弹药在飞行过程中会同时存在旋转运动，即一边前进一边绕其弹体纵轴旋转，可以通过高速旋转所产生的陀螺效应获得一定的稳定性。炮弹导航不仅需要提供炮弹的位置速度信息，还需要提供姿态信息。在姿态初始对准过程中，由于弹体飞行过程中的高速旋转，准确获得弹体的初始滚转角显得尤为重要，是旋转制导弹药初始对准成败的关键因素。

在制导弹药微惯导系统初始对准方面，美国霍尼韦尔试验室采用锁相环方法，利用弹体在空中高速旋转时，Y轴、Z轴加速度计(或者Y轴、Z轴陀螺)上敏感到的正弦信号，采用锁相环(PLL)及相关运算的原理，解调出该信号的相位，从而达到解算初始滚转角的目的，该方法步骤复杂，计算量大，工程实现难度较大，国内在制导弹药微惯导系统初始对准的研究主要在原有晃动基座初始对准方法基础之上进行改进，使之适应制导弹药高速旋转高速飞行的情况，但是此类方法均需要微惯导系统能够敏感到重力加速度，对于无控飞行的制导弹药，对准精度较差，难以满足初始对准精度的要求。

发明内容

本发明提供了一种基于加速度信息的旋转弹快速对准方法，能够解决现有技术中微惯导系统对无控飞行的旋转弹对准精度较差，难以满足初始对准精度要求的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种基于加速度信息的旋转弹快速对准方法，所述方法包括：

实时获取对准期间微惯导系统的加速度信息；

基于微惯导系统的加速度信息获取微惯导系统的滚动角；

基于微惯导系统的滚动角获取与当前时刻的滚动角相对应的初始滚动角；

建立对准期间每个时刻的初始滚动角与预设的最佳初始滚动角的均方误差方程；

基于均方误差方程获取预设的最佳初始滚动角；

基于预设的最佳初始滚动角、对准期间微惯导系统的陀螺角速率信息和导航周期获取微惯导系统补偿后的滚动角，以完成旋转弹的对准。

优选的，通过下式获取微惯导系统的滚动角：

式中，γ为微惯导系统的滚动角，f_by、f_bz分别为加速度计所测量的加速度在载体坐标系Y轴、Z轴的投影。

优选的，通过下式获取与当前时刻的滚动角相对应的初始滚动角：