船用光纖捷聯(lián)系統(tǒng)傳遞對準技術(shù)研究.pdf

1、傳遞對準是一種動基座對準,它利用高精度的主慣導(dǎo)系統(tǒng)來校準未對準好的子慣導(dǎo)系統(tǒng)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,要求武器系統(tǒng)有快速的反應(yīng)能力和精確的打擊能力,因此能快速而且準確的對武器系統(tǒng)的慣導(dǎo)系統(tǒng)進行傳遞對準,已經(jīng)成為了武器裝備中的一項關(guān)鍵技術(shù)。本文根據(jù)艦船環(huán)境下的特點,針對船用光纖捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的傳遞對準技術(shù)進行了深入研究。
　　 首先,根據(jù)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理給出了捷聯(lián)系統(tǒng)的比力方程和捷聯(lián)矩陣微分方程,分析慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要誤差源并建立了慣性器件誤差

2、模型,然后在比力方程和微分方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了速度誤差方程和姿態(tài)誤差方程。在主、子慣導(dǎo)系統(tǒng)之間的失準角為小角度的條件下,分別推導(dǎo)了速度匹配、姿態(tài)匹配以及速度加姿態(tài)匹配三種傳遞對準常用匹配方式的微分方程并建立了卡爾曼濾波模型。根據(jù)艦船的運動特點,選取艦船常見的運動方式作為仿真條件,對傳遞對準三種匹配方法進行仿真研究。從仿真結(jié)果中可以得出艦船在系泊狀態(tài)下速度匹配傳遞對準的效果最好;艦船在搖擺狀態(tài)下,姿態(tài)匹配和速度加姿態(tài)匹配傳遞對準都能快速而準

3、確的估計出安裝誤差角;當(dāng)艦船有線運動和加速運動時,對速度匹配和速度加姿態(tài)匹配的對準效果有所提高,對于姿態(tài)匹配沒有太大的影響。
　　 其次,研究了影響傳遞對準精度的因素,并著重對桿臂效應(yīng)誤差和慣性器件測量誤差進行研究。分析了桿臂效應(yīng)誤差產(chǎn)生的機理,建立了桿臂效應(yīng)誤差模型。在速度匹配傳遞對準的基礎(chǔ)上考慮桿臂誤差項,建立狀態(tài)方程并將桿臂長度作為狀態(tài)變量,通過卡爾曼濾波將桿臂長度估計出來,然后在桿臂長度已知的條件下利用計算補償方法有效地

4、提高了對準精度。之后研究了慣性測量組件的測量誤差在傳遞對準中的影響,通過仿真證實子慣導(dǎo)系統(tǒng)中的陀螺和加速度計誤差都會對傳遞對準精度產(chǎn)生影響,其中陀螺相對于加速度計對于對準精度的影響更嚴重一些。當(dāng)陀螺的標度因數(shù)誤差和安裝誤差達到一定程度時,會引起較大的失準角誤差,所以在實際應(yīng)用時要對子慣導(dǎo)的器件誤差進行補償,從而提高對準精度。
　　 最后,利用實驗室自研的光纖捷聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計并實施海上航行試驗,分別在系泊狀態(tài)和直航狀態(tài)下,采用姿態(tài)匹配