航空制导炸弹SINSGPS组合导航系统的设计.pdf

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1、Feb.2007航天控制·13·VoI.25，No.1AerospaceConIroI曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰航空制导炸弹SINS/GPS组合导航系统的设计陈帅管雪元薛晓中孙瑞胜南京理工大学动力学院，南京210094摘要针对某型航空制导炸弹设计了SINS/GPS组合导航系统，考虑到制导航弹的高精度、低成本的特殊要求，系统采用了基于挠性陀螺的IMU作组合，而导航计算机采用基于“浮点DSP+FPGA”的主从式多处理机模式，具有实时性好、运算精度高等优点，同时文章讨论了系统软件的

2、详细设计，包括系统自检、初始对准、惯导解算、信息融合等模块的设计及部分核心算法的实现，最后对原理样机进行了地面跑车试验，试验结果表明系统的设计是成功的，利用该方案设计的原理样机能够满足实际要求。关键词惯性导航；数字信号处理器；组合导航；卡尔曼滤波；制导炸弹中图分类号：TP33；V241文献标识码：A文章编号：1006-3242（2007）01-0013-05TheDesignofSINS/GPSIntegratedNavigationinGuidanceMunitionsChenShuaiGuanXueyuanXueXiaozhongSunR

3、uishengPowerEngineeringCoIIege，NUST，Nanjing210094，ChinaAbstractThepapergivesthedesignofSINS/GPSintegratednavigationsysteminguidancemunitions.Consideringthespecialdemandsoftheguidancemunitionswhichhashighaccuracyandlowcost，thesys-temiscomposedofIMUbasedonflexiblegyroscope.Th

4、esystemusesPS（PrincipalandSubordinate）mul-tiprocessorarchitecturebasedonfloatingpointDSPcombinedwithFPGA，whichhasadvantagesofbetterreal-timeperformanceandhigheroperatingaccuracy.Meanwhilethedesignofsoftwaresystemincludingthesystemself-check，initialalignment，INScalculation，i

5、nformationfusionandtherealizationofsomecorealgorithmsarealsodiscussedinthispaper.Intheend，theexcellentresultoftherun-intestindicatesthatthesystemdesignmethodissuccessful，anditcansatisfythedemandsoftheengineeringapplication.KeywordsInertialnavigation；DSP；Integratednavigation

6、；kaImanfilter；Guidancemunitions某型航空制导炸弹是一种可高空远距离投放、SINS/GPS组合导航仪是弹载设备的关键部件。全天候工作的空对地武器。它是在普通航弹上加装SINS的短时导航高精度、高稳定性、自主导航的特制导系统而成，结构简单，造价低，效用大。由于该点，辅之以GPS全天候长期定位的较高精度来修正炸弹采用了SINS/GPS组合导航系统，因此可以在SINS陀螺漂移随时间增加的误差，两者组合提高了复杂气象条件下进行作战使用，导航定位精度较高。系统的导航精度和抗干扰能力。详细讨论了如何设收稿日期：2006-07-

7、13作者简介：陈帅（1980-），男，江苏人，博士研究生，研究方向为制导、导航与控制；管雪元（1963-），男，江苏人，助研，研究方向为电器系统集成、无线电技术及组合导航技术；薛晓中（1945-），男，江苏人，教授，博士生导师，研究方向为弹箭精确化总体设计、制导与控制及计算机仿真；孙瑞胜（1978-），男，江苏人，硕士，助教，研究方向为飞行力学。·l4·航天控制2OO7年计及实现航弹专用的SINS/GPS组合导航系统，包等）；括系统的硬件设计、软件实现以及实验设计等。（4）给出秒脉冲用于弹上各部件的时间同步。l.2组合导航系统接口设计!"系统

8、的总体设计根据任务要求，组合导航系统在执行任务时，要向航弹的控制系统提供实时连续的导航信息，同时l.l组合导航系统任务要求也要接受航弹控制系统的控制信息。在载机投弹