舰载武器惯导系统传递对准仿真验证系统的研究和设计

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1、舰载武器惯导系统传递对准仿真验证系统的研究与设计摘要传统的传递对准仿真系统都假设运载体工作在理想的运动状态下，不能真实地反应传递对准的对准效果；传递对准方案的多样性要求仿真系统能够灵活、便捷地改进和更换传递对准方案，而不引起仿真系统的变更。因此构建基于舰船空间运动捷联式惯性导航系统、设计传递对准仿真验证平台，对传递对准仿真技术与传递对准性能的提高都具有重要的实际应用价值。本文以水面舰船为研究对象，牛顿刚体动量定理与刚体动量矩定理为理论基础，建立舰船空间四自由度模型，通过舰船操纵性仿真验证了模型的可行性。通过舰船空间运动信

2、息到捷联惯导系统的转换以及主、子惯导系统与质心位置速度、加速度和角速率的关系，构建了基于舰船空间运动的主、子捷联惯导系统，通过捷联惯导导航仿真验证了舰船空间运动信息到捷联惯导系统的转换的正确性，为开展舰载武器惯导系统传递对准仿真提供了仿真条件。基于动基座捷联惯导误差模型，详细推导了“速度十姿态”匹配传递对准的卡尔曼滤波器状态方程和观测方程，并对杆臂效益和挠曲变形影响进行了补偿，为仿真验证系统提供了一套验证方案。在Windows平台下，采用面向对象的MFC编程技术，设计与实现了基于舰船空间运动的传递对准仿真验证系统。本文从

3、用户的视角出发，详细分析了系统各个模块的功能需求，设计了仿真验证系统的总体框架，在此基础上进行了传递对准仿真验证系统的功能设计。该仿真验证系统完成了舰船四自由度模型解算、主子惯导系统惯性敏感元件输入信息计算以及主惯导解算，为子惯导传递对准系统提供了信息的输入以及基准的来源。用户仅需要设计传递对准方案，在仿真验证系统上即可完成算法的仿真与验证。仿真验证系统的设计对于缩短软件的开发周期、减小重复性开发具有重要的实用价值。本文设计了简单直观、易于操作的人机交互系统，多元化的信息显示可以让用户快速地熟悉仿真验证系统的操作与功能。

4、在软件设计方面，面向对象编程技术的应用使系统中各个模块趋向于模块化，降低了系统的耦合度；多线程编程技术的应用使系统能够快速实时地完成仿真验证系统中各个功能模块的解算；动态链接库编程技术的应用使用户能够灵活的修改或更换传递对准方案，对仿真验证系统不会产生任何影响，也使系统的复用性、可维护性、可扩展性大大提高。关键词：舰船空间运动；惯性导航系统；传递对准；软件设计；面向对象ABSTRACT1Yaditionalmarinetransferalignmentproposalwassimulatedandverifiedonth

5、ebasisoftheidealmotionstate，whichCan’tpresenttheactualalignmenteffect．Becauseofthevarietyoftransferalignmentproposals，simulationsystemrequiresthetransferalignmentmoduleCaneasybereplacedandameliorated．Therefore，theresearchofstrapdowninertialnavigationsystem(SDINS)

6、baseonshipmotionspaceandthedesignofsimulationandverificationsvstemplaYanimportantroleinthepromotionoftransferalignmentsimulationtechnologyandperformance．Building4degreeoffreedomshipspacemotionbaseontheNewtonrigidbodymomentllmtheoremandmomentofmomentumtheorem，comp

7、utersimulationverifiestheshipspacemotionmodelisfeasible．ViaaseriesofcoordinatetransformandtherelationshipofvelocitV’acceleration，angularratebetweenSDINSandthecenterofmass，establishthemasterINSandslaveINSbaseonshipspacemotion．Computersimulationverifiesthetransform

8、theshipspacemotioninformationintoINSisexact．ItaffordsagoodsimulationcircumstanceforSDINStransferalignmentoftheshipearnedweapon．DeriveKalmanfilterstatusequation