在现代战争中,精确打击是必然趋势,怎样提高常规无控弹药的精确打击能力,是各国均要努力解决的重要问题。传统无控弹药制导化的关键技术在于滚转姿态角获取。本文以测量火箭弹滚转姿态角作为主要研究内容,在求解初始滚转角,估计实时滚转角,姿态仿真平台的设计等方面展开研究。主要工作有以下几点:(1)通过建立姿态测试系统坐标系,推导得出各坐标系间的转换关系,分析了火箭弹的运动学模型,数值仿真计算了射程30km火箭弹的弹道特征曲线。基于忽略偏航角,建立了火箭弹初始滚转角解算数学模型。比较分析了加权平均法和卡尔曼滤波估计求解实时滚转角的性能,并利用卡尔曼滤波方法建立了实时滚转角估计的数学模型。(2)结合火箭弹的运动特性,对滚转姿态测试系统的工作原理进行了深入分析,确定以三轴磁阻传感器测量为主、三轴微机械陀螺测量为辅的磁阻/陀螺组合滚转姿态测试系统的设计方案,完成了数据记录仪的软件及硬件设计。解决了单一传感器姿态角辩识精度差、无法抗高冲击载荷的问题。该测试系统具有低成本、抗冲击、高精度等特点。(3)针对实弹试验过程无法重复的特点,设计了适用于地磁场作为参照系的高速旋转火箭弹滚转姿态半实物仿真平台,该平台主体采用木质结构,大部分机动零件采用铝制材料,可模拟真实火箭弹的全弹道三自由度运动过程,具有机动且无磁性特点。经火箭弹姿态测试半实物仿真验证:滚转姿态角解算方法正确,解算精度高。