一种火箭传递对准方法及系统技术方案

本申请提供一种火箭传递对准方法及系统，该方法包括如下步骤：对子惯导进行惯性解算，更新子惯导的姿态矩阵和速度；根据更新后的子惯导的姿态矩阵计算预先构建的传递对准滤波模型中的状态一步转移矩阵和量测矩阵；根据计算的状态一步转移矩阵和量测矩阵，对预先构建的传递对准滤波模型中的各个状态变量进行卡尔曼滤波估计；对各个状态变量进行收敛性判断，若各个状态变量的均方误差小于预设阈值，则收敛完成，对准结束，否则，继续返回执行惯性解算步骤。本申请在主惯导的对准精度水平前提下，大幅降低设备成本，实现了动态环境下火箭的初始对准。

A transfer alignment method and system of rocket

【技术实现步骤摘要】
一种火箭传递对准方法及系统
本申请涉及火箭
，尤其涉及一种火箭传递对准方法及系统。
技术介绍
目前，传递对准是把基准坐标系传递给惯性导航系统以进行初始对准的方法。火箭对准方法主要是光瞄，也有自主对准，其中，光瞄的方法是采用光学瞄准确定初始方位角，用捷联惯组加速度计输出计算水平姿态角，如《箭载捷联惯导系统水平自对准的两种实用方法》(中国惯性技术学报，200917(4))。自主对准常采用以惯性系为参考坐标系的解析粗对准和卡尔曼滤波精对准的方法，如《一种可用于运载火箭的SINS/GNSS自主导航方案》(中国惯性技术学报，201725(1))。然而，光瞄的方法存在如下缺陷:光瞄是采用远距离斜瞄或近距离平瞄等外部光学瞄准的方法，需要更专业的测试开发人员，配置与测试开发流程较为复杂，对火箭结构也有诸多要求，不具备全天候、无人化发射的能力，给火箭瞄准工作带来了许多限制，且光瞄通常用于静止或小幅晃动的情况，一旦振动幅度过大则会引起失效，无法满足诸如海上发射等环境下的对准要求。自主对准的方法不需要借助外部设备进行对准，但其对惯导系统的本身的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火箭传递对准方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n对子惯导进行惯性解算，更新子惯导的姿态矩阵和速度；/n根据更新后的子惯导的姿态矩阵计算预先构建的传递对准滤波模型中的状态一步转移矩阵和量测矩阵；/n根据计算的状态一步转移矩阵和量测矩阵，对预先构建的传递对准滤波模型中的各个状态变量进行卡尔曼滤波估计；/n根据卡尔曼滤波估计的结果对各个状态变量进行收敛性判断，若各个状态变量的均方误差小于预设阈值，则收敛完成，对准结束，否则，继续更新子惯导的姿态矩阵和速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种火箭传递对准方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
对子惯导进行惯性解算，更新子惯导的姿态矩阵和速度；
根据更新后的子惯导的姿态矩阵计算预先构建的传递对准滤波模型中的状态一步转移矩阵和量测矩阵；
根据计算的状态一步转移矩阵和量测矩阵，对预先构建的传递对准滤波模型中的各个状态变量进行卡尔曼滤波估计；
根据卡尔曼滤波估计的结果对各个状态变量进行收敛性判断，若各个状态变量的均方误差小于预设阈值，则收敛完成，对准结束，否则，继续更新子惯导的姿态矩阵和速度。


2.根据权利要求1所述的火箭传递对准方法，其特征在于，构建传递对准滤波模型为：



其中，Xk是tk时刻15×1维的状态向量；Xk-1是tk-1时刻15×1维的状态向量；Φk/k-115×15维的状态一步转移矩阵；Wk-1为tk-1时刻6×1维的系统噪声向量；Zk是6×1维的量测向量；Hk表示tk时刻6×15维的量测矩阵；Vk表示tk时刻6×1维的量测噪声向量。


3.根据权利要求2所述的火箭传递对准方法，其特征在于，将传递对准模型中的状态向量Xk定义为：



其中，φ表示子惯导与主惯导的姿态误差；δv表示子惯导与主惯导的速度误差；ε表示三轴陀螺常漂；表示三轴加速度计常漂；λ表示子惯导相对主惯导安装误差；T表示矩阵的转置。


4.根据权利要求2所述的火箭传递对准方法，其特征在于，将传递对准滤波模型中的观测向量Zk定义为：
Zk＝[φδv]T；
其中，φ表示子惯导与主惯导的姿态误差，δv表示子惯导与主惯导的速度误差；T表示矩阵的转置。


5.根据权利要求4所述的火箭传递对准方法，其特征在于，子惯导与主惯导的姿态误差φ的计算方法如下：
根据子惯导的姿态矩阵和主惯导的姿态矩阵计算姿态误差的转换矩阵



其中，表示姿态误差的转换矩阵；表示子惯导的姿态矩阵；表示主惯导的姿态矩阵；表示的转置；C11-C33为转换矩阵的各个元素；C11-C33无实际意义；
通过姿态误差的转换矩阵中的各个元素求取子惯导与主惯导的姿态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霞，廉洁，袁春贵，刘凯，马玉海，吴炜平，杨毅强，
申请(专利权)人：北京中科宇航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11