基于地磁传感器的简易制导弹药姿态角检测关键技术研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun8888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
简易制导弹药是常规弹药精确化发展的方向之一,可有效减小常规弹药的散布和提高其毁伤效率。二维简易制导弹药的执行机构主要是鸭舵和脉冲发动机,其进行弹道修正的前提条件就是已知弹丸的姿态信息。由于简易制导弹药在小体积、低成本、高转速和抗高过载能力等方面的要求,常用的导航与制导技术很难适用,而基于地磁传感器的姿态角检测技术则能够很好满足要求,因此对基于地磁传感器的简易制导弹药姿态角检测关键技术进行研究,对我国简易制导弹药的发展具有重要的意义。   本文以简易制导弹药为应用背景,研究了基于地磁传感器的弹丸姿态角检测技术,根据弹体坐标下地磁场矢量的变化,实时计算弹丸的姿态角。针对应用过程中存在的问题,对关键技术进行深入研究和分析。   主要工作和研究内容包括:   研究了地磁场的建模方法,并分析了全球地磁场模型和我国的区域地磁场模型;针对地磁图的时效性问题,分别建立地磁场稳定量和其变化量的地磁图,形成一个时变地磁图,以消除地磁图随时间增长而变大的误差;对各种地磁场探测技术在简易制导弹药上的适用性进行分析和判别,选择磁阻传感器作为地磁场测量的元件。   根据地磁场矢量在弹丸各个坐标系之间的变换关系,假设偏航角等于弹道偏角或者恒定为零,在偏航角已知的条件下,建立了俯仰角和滚转角的解算模型;对解算模型中姿态角二值解的问题进行研究,分析了二值解的判别方法,对不同方位下每个解对应的空间区域进行明确界定;针对姿态角解的变换问题,分别提出了以弹丸俯仰角和名义俯仰角为依据的姿态角解的变换方法,通过分析和比较,采用以名义俯仰角为依据的变换方法;在姿态角解算模型的基础上,对直线弹道下的滚转角解算模型进行推导和分析;对低伸弹道和弯曲弹道下姿态角解算模型分别进行仿真和分析。   在对地磁场测量误差进行分析的基础上,建立地磁场测量误差模型,并分析了误差模型的影响效果;根据地磁场测量误差模型,提出了基于椭球拟合的两步校正方法,即自身误差校正和环境干扰误差校正,通过在不同环境下进行校正,实现对模型中误差系数的分类计算;研究和分析了实现误差校正的椭球拟合理论和矩阵分解理论;通过仿真表明该校正方法能够有效减小地磁场的测量误差。   针对基于地磁传感器的弹丸姿态角检测系统需要加载基准地磁场信息的问题,研究了结合地磁图和插值算法计算地磁场矢量,利用地磁信息感应装定系统进行加载的方法;研究和分析了地磁场的双线性插值算法和线性周期样条组合插值算法,通过分析和比较,采用线性周期样条组合插值算法计算地磁场矢量;设计了地磁信息感应装定系统,对装定系统的结构和工作流程进行说明。   根据基于地磁传感器的弹丸姿态角检测技术的需求,设计了弹丸姿态角系统,介绍了系统的结构,阐述了各部分硬件电路的实现方法和系统软件工作流程。   最后构建姿态角检测实验系统,进行了地磁传感器自身误差校正实验和环境干扰误差校正实验,实验结果表明校正效果较好,与仿真分析一致;进行了弹丸姿态角检测系统的精度标定实验和地磁信息感应装定实验,实验结果表明基于地磁传感器的简易制导弹药姿态角检测技术方案可行,具有较高的应用价值。
其他文献
【摘要】在小学教育教学阶段,小学语文一直都是十分重要的一门课程,也是学生学习其他课程知识的基础与保障,因而有效开展小学语文各个方面的教学十分必要。在小学语文课程教学中,小学语文阅读教学属于十分重要内容及组成部分,也是提升学生阅读水平的主要方式,因而在实际教学中应注重阅读教学。本文研究中主要就是针对小学语文阅读教学存在的问题及解决策略进行分析,以促使阅读教学能够实现更好开展。  【关键词】小学语文;
该研究是国家自然科学基金项目《医用微型机器人无损伤驱动原理与方法的研究》的重要基础研究.该论文为设计医用微型机器人,提出了一种新型驱动原理,即无损伤驱动原理.为此,
钢锭立料翻转机构是钢铁企业中一种重要设备。因为从高温炉出来的钢锭坯料具有很高的温度,所以传统的翻转机构都会设置水冷装置,用来保证设备不会因高温而失去工作能力。但这样
学位
摘 要:针对电气自动化在电气工程中的应用现状,进行妥善的分析,并详细介绍电气工程中应用电气自动化的重要意义、电气自动化的特点,提出电气自动化在电气工程中的应用要点,希望能够给相关工作人员提供一定的参考与借鉴。  关键词:电气自动化;电气工程;应用要点  中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)21-0101-02  伴随我国电气工程的不断发展,电气自动化技术的
"语文教学一半是科学,一半是艺术"。语文教师的责任就是合理利用科学方法,将学生引入那使其心灵震撼的艺术境界,流连忘返,心驰神往,如此这般,语文才有诗意,才有美感。提高语文教学的实
<正>洪亮著《大学书法教材系列·楷书篇个案·九成宫醴泉铭》,2012年9月,中国书店出版社出版。大16开本,12印张,定价38元。该书分为5章,第一章概述,从了解欧阳询开始,到《九
1勇士再出发rn17年光阴若白驹过隙,时间流逝,人亦会老,唯不变是良知.rn2020年1月18日晚,几经周折,出任国家卫健委高级别专家组组长的钟南山院士火急火燎地挤上北上G1102次高
期刊
随着微电子技术的不断发展与进步,其应用逐渐地渗透到社会主义现代化建设的各个领域。在各种矿山开采、水利建设、隧道开凿、建筑拆除等爆破作业中,越来越多的工程师倾向于采用
学位