基于dgps的弹载捷联惯导系统性能评估技术研究

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1、基于DGPS的弹载捷联惯导系统性能评估技术研究摘要：针对武器系统对弹载捷联惯导系统性能评估要求，对捷联惯导系统对准和导航精度评估方法展开研究，对比目前常用的固定区域平滑和固定点平滑算法的各自优缺点，设计了一种利用导航段载机和导弹惯导滤波数据对导弹惯导传递对准与导航误差进行评估的新算法；对算法进行了充分的数字仿真，仿真结果证明了所设计的算法更实用、更具有工程应用价值。关键词：性能评估；捷联惯导；算法仿真；卡尔曼滤波中图分类号：TJ765.3文献标识码：A文章编号1673-5048(2015)03—0023—04Resea

2、rchonPerformanceEvaluationTechnologyforMissileBorneSINSBasedonDGPSChengHaibin,JiangYun,LuHao，XuJianyun(ChinaAirborneMissileAcademy,Luoyang471009,China)Abstract:AccordingtotherequirementsoftheperformanceevaluationofweaponssystemsformissileborneSINS,theaccuracyana

3、lysismethodofSINStransfersalignmentandnavigationareresearched.Theadvantagesanddisadvantagesofthefixedpointandfixedintervalsmoothersalgorithmarecompared.AnewalgorithmusingthenavigationsegmentdataKalmanfilteringforassessmentofSINStransferalignmentandnavigationerro

4、risdesigned；softwaresimulationofthenewalgorithmisadopted,thesimulationresultsprovethatthisevaluationalgorithmforthefixedpointandfixedintervalsmoothersalgorithmismorepracticalandhasmoreengineeringvalue.Keywords:performanceevaluation；SINS；algorithmsimulation；Kalma

5、nfilter0引言目前，空空、空面等导弹广泛采用捷联惯性系统，以提高武器的攻击距离和制导精度。弹载捷联惯性导航系统实时为弹上控制系统提供制导所需的速度、位置和姿态等信因此惯性导航系统性能对复合制导导弹任务的成败有非常重要的影响，在实际应用中需要对弹载惯导系统性能做出有效评估，以确定与系统指标要求的相符性。收稿日期：2014-11-27基金项目：中航导弹院科技创新基金项目(201405S01)作者简介：程海彬(1980-)，男，吉林白城人，高级工程师，研究方向为惯性导航系统。在机载飞行条件下由于存在机翼变形、振动、器件

6、误差不确定等情况，给弹载惯导对准误差的评估带来困难，也使得惯导系统的整体性能无法得到客观评价。在工程上通常选择主惯导或DGPS作为参考系统［1］，借助卡尔曼滤波技术［2］间接估计导弹惯导系统性能。1评估算法目前常用的对准精度评估算法有固定区域平滑［3］和定点平滑两种，但这两种算法在实际应用中都存在问题。定区域平滑算法需要先进行顺序滤波，保存滤波过程中对应的中间数据后，再进行逆序平滑处理；问题是需要存储的数据量大，适用于事后处理，无法进行实时在线评估计算。固定点平滑算法一边进行滤波，一边进行最优平滑计算，可以进行顺序滤波

7、在线计算；问题是大幅增加了滤波算法的计算量，实际应用情况下很难进行实时在线计算。本文设计了一种滤波方式，利用导航段载机和导弹惯导数据对导弹惯导精对准的残差进行估计，配合载机各种机动，使对准失准角的残差从各种误差中得以分离，得到精对准后残余失准角、导航速度以及位置误差，从而获得导弹惯导系统性能的准确估计。航空兵器2015年第3期程海彬等：基于DGPS的弹载捷联惯导系统性能评估技术研究2算法设计2.1误差方程[4]设弹体系为b系，导航系为准惯性坐标系，xibyz为导弹导航坐标系与理想导航坐标系的对准误差；8vnxSvnyS

8、vnz,5Rnx5Rny6Rnz为导航坐标系下速度和位置误差。(1)姿态误差方程准惯性坐标下姿态误差方程为少•-8G)ib+5oie—conieXij)-8oib少•二少•1+边•2-1=0il)2—6G)ib8coib陀螺误差项在导航系中的表示为8G)ib=Cnbe+Cnb[Sg]w+Cnb[Mg]«+wg，其中e，Sg，Mg，