基于地磁%2fmems陀螺弹箭姿态测试算法地研究

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论

2、文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于地磁/MEMS陀螺的弹箭姿态测试算法研究摘要精确的飞行体姿态测试是实现导弹、卫星、运载火箭、空间探测器、载人航天导航的关键技术之一；同时获取准确的飞行体姿态参数对新型武器的研制、控制以及提高武器的精确打击能力有着重要的意义。本文针对工程中的实际问题提出了基于地磁/MEMS陀螺的弹箭姿态组合测试系统方案，设计了一种基

3、于上述组合的卡尔曼滤波信息融合算法，旨在提高弹箭飞行姿态参数测量的精度，并对该算法进行了仿真和分析。本文的主要研究内容有：1、对弹箭飞行体姿态测试的基本理论做了简单的介绍，主要包括姿态测试常用坐标系、坐标系之间的转换、常用姿态更新算法及比较等。2、介绍并分析了地磁场的基本理论和特点，设计了磁传感器测试弹箭飞行姿态数学模型，对三轴陀螺和地磁传感器的标定方法做了介绍。3、通过学习和分析kalman滤波理论，设计了基于地磁/MEMS陀螺的卡尔曼滤波信息融合算法来求取弹箭飞行体的飞行姿态，并对该算法进行了软

4、件仿真和半物理仿真，在分析了仿真结果后，提出了一种优化的卡尔曼滤波信息融合算法且进行了软件仿真，并和未优化的算法进行了比较分析。最后，得出未优化的卡尔曼滤波信息融合算法更适合实时的弹箭飞行体姿态测试，而优化的卡尔曼滤波信息融合算法适合于实时性要求不强的弹箭飞行体姿态测试；同时提出了在未优化的算法上进一步提高姿态解算精度的研究方向。关键词：姿态测试，地磁，MEMS陀螺，卡尔曼滤波中北大学学位论文ResearchonTestAlgorithmofMissileAttitudeBasedonGeomagn

5、etic/MEMSGyroscopeAbstractIt’sthekeytechnologytomeasuretheattitudeoftheflier,whichcannavigatemissile,spacesatellite,launchvehicle,spacedetector,mannedspaceflight.Meanwhileitiscriticallyimportanttogainaccurateparameterofflyerattitudefordevelopingmewweap

6、on,controllingandimprovingweapon’saccuracy.Directingatpracticalproblemsinprojects,missileattitudetestsystembasedonthecombinationofgeomagneticandMEMSgyroscopewasproposed.AndKalmanfilteringinformationfusionalgorithmbasedontheformercombinationwasdesignedt

7、oimprovethemeasurementaccuracyofflierpostureparameters,andthisalgorithmwassimulatedandanalyzedtheninthisthesis.Themainresearchingcontentwasasfollow:1．Thefundamentaltheoryofmeasuringthemissileflier’sattitudewasintroduced,involvedthecoordinatesystemthatw

8、asusedgraduallytomeasuretheflier’sattitude,thetransferbetweencoordinatesystems,commonpostureupdatingalgorithmsandalgorithms’comparisonetc.2．Thefundamentaltheoryandcharacterofgeomagneticfieldwasintroducedandanalyzed,andthenmathematicalmo