垂线偏差对惯性制导初始方位角的影响

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1、垂线偏差对惯性制导初始方位角的影响郑应强1，康宁民1，冯伟利2，王玉森1（1.第二炮兵装备研究院，北京100085；2.北京航天计量测试技术研究所，北京100076）摘要：为了解决由于垂线偏差引起的惯性制导初始方位角误差对导弹落点造成的影响，对地面瞄准系统向弹上惯性制导设备传递基准方位过程中各操作环节与垂线偏差的关系进行了分析，研究了存在垂线偏差条件下惯性制导初始方位角出现误差的机理，给出了垂线偏差所造成的初始方位角误差的修正公式。仿真分析表明，瞄准过程中经纬仪俯仰角是垂线偏差造成初始方位角误差的

2、关键因素，当经纬仪俯仰角为25°，垂线偏差子午圈分量为10＂，垂线偏差卯酉圈分量为30＂时，初始方位角误差高达14.7＂；而采用经纬仪俯仰角为0°的水平瞄准技术时，同样的垂线偏差带来的初始方位角误差不大于0.001＂。关键词：垂线偏差；惯性制导；方位角；经纬仪中图分类号：U666.1文献标志码：AEffectofverticaldeflectiononinertialguidanceazimuthZHENGYing-qiang1,KANGNing-min1,FENGWei-li2,WANGYu-s

3、en1(1.TheEquipmentResearchInstituteofPLA’sSecondArtillery,Beijing100085,China;2.BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology,Beijing100076,China)Abstract:Tosolvetheproblemofinertialguidanceinitialazimutherror’sinfluencesonthemissile’s

4、impactpoint,theverticaldeflection’seffectsintransferringazimuthdatumfromgroundcollimationsystemtomissile’sinertialguidancedevicearepresented.Whyandhowtheverticaldeflectioninducesinitialazimutherrorarestudied.Theformulaforcorrectingtheinitialazimutherr

5、oraregiven.Simulationresultsindicatethatverticalangleoftheodoliteiskeytoinitialazimutherror,andallotherfactorssuchasazimuthangleoftheodolite,azimuthangleoftarget,levelandverticalerrorsbetweencornercubeprismandhexahedron,havefeweffectwhichcanbeignored.

6、Whenthereisacertainverticaldeflection,largerverticalangleoftheodolitewouldresultlargererror,whilethetheodolitewithzeroverticalanglecanavoidtheverticaldeflection’sinfluenceoninertialguidanceazimuth.Keywords:verticaldeflection;inertialguidance;azimuth;t

7、heodolite弹道导弹在发射时需要采用经纬仪等光学设备将已知的基准方位传递给弹上惯性制导设备，在进行方位传递时需要将经纬仪等设备精确调平，调平后的设备垂直轴与重力方向重合，垂直于大地水准面。但大地水准面是一个不规则表面，不可能用数学公式进行精确的表达，为了满足弹道导弹的弹道设计，必须制定一个能用数学公式严格确定的参考椭球体，并根据该参考椭球体来确定地球上每一点的大地坐标。因此，地面瞄准系统、惯性制导设备初始对准、弹上控制系统采用的是以大地水准面垂线为基准的天文坐标系，而弹道设计所采用的是以参考

8、椭球体法线为基准的大地坐标系。垂线偏差就是大地水准面垂线和参考椭球体法线方向间的差异，是影响弹道导弹命中精度的重要因素[1-4]。本文以地面瞄准系统向弹上惯性制导设备传递基准方位的过程为基础，对垂线偏差导致惯性制导设备产生初始方位角误差的机理、决定初始方位角误差的因素及初始方位角误差的修正方法进行了研究。收稿日期：2009-11-16；修回日期：2010-03-22基金项目：第二炮兵装备研究院技术创新基金项目（SA2009KW16）1垂线偏差与基准方位角传递过程各环节的关系弹道导弹