一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于遠(yuǎn)程運(yùn)載器射前初始方位角的瞄準(zhǔn)、校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn) 程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 遠(yuǎn)程運(yùn)載器初始方位作為射前必須測(cè)量的初始參數(shù)之一，直接決定了運(yùn)載器的橫 向飛行精度。通常運(yùn)載器的瞄準(zhǔn)通過固聯(lián)于慣導(dǎo)裝置的直角棱鏡來進(jìn)行方位傳遞。
[0003] 目前國內(nèi)外運(yùn)程運(yùn)載器射前初始瞄準(zhǔn)可分為水平瞄準(zhǔn)和垂直瞄準(zhǔn)兩種。水平瞄準(zhǔn) 是彈體水平狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行瞄準(zhǔn)棱鏡準(zhǔn)直，垂直發(fā)射。此方式優(yōu)點(diǎn)是隱蔽性好，快速機(jī)動(dòng)，缺點(diǎn) 是瞄準(zhǔn)精度差。對(duì)瞄準(zhǔn)精度要求較高時(shí)，一般采用垂直瞄準(zhǔn)的方式。運(yùn)載器處于豎直狀態(tài) 下，當(dāng)棱鏡的棱脊與慣導(dǎo)裝置的方位敏感軸精確平行時(shí)，棱鏡鏡面的法線與運(yùn)載器飛行指 向軸平行；進(jìn)而，在運(yùn)載器垂直發(fā)射情況下，運(yùn)載器的不水平相關(guān)角度較小，瞄準(zhǔn)棱鏡的法 線鉛垂，此時(shí)能夠通過立體幾何分析、使用瞄準(zhǔn)儀對(duì)棱鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，且忽略微小量近似計(jì)算 的方法來修正測(cè)量值，最終計(jì)算得到運(yùn)載器的初始方位角。
[0004] 然而，當(dāng)運(yùn)載器的橫軸和縱軸不水平角度較大時(shí)，甚至達(dá)到幾度級(jí)的不水平角時(shí) 即傾斜發(fā)射的情況，前面忽略微小量近似計(jì)算的方法已不適用。因運(yùn)載器中慣導(dǎo)裝置本體 存在大的雙向傾斜，再疊加進(jìn)棱鏡自身的雙向安裝誤差，致使瞄準(zhǔn)儀平盤讀數(shù)與真實(shí)方位 角之間存在大的偏差。通過模擬試驗(yàn)驗(yàn)證表明，送兩因素綜合作用下方位角的測(cè)量誤差甚 至能到度級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決運(yùn)載器中慣導(dǎo)裝置本體傾角較大時(shí)，現(xiàn)有方位傳遞方法造成 的瞄準(zhǔn)結(jié)果誤差較大的問題，提供一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法。
[0006] 本發(fā)明是送樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，包括如下步驟：
[0008] 第一步；建立坐標(biāo)系；
[0009] 第二步：建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型；
[0010] 第Η步；建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型；
[0011] 第四步：計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Υ軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角。
[0012] 如上所述的建立坐標(biāo)系步驟，建立大地坐標(biāo)系、瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系和安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載 體的坐標(biāo)系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標(biāo)系，OsXsysZs為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，化ΧβΥβΖβ為瞄 準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系。
[0013] 如上所述的建立坐標(biāo)系步驟，被測(cè)瞄準(zhǔn)棱鏡固連在慣導(dǎo)裝置的前端面上，瞄準(zhǔn)棱 鏡的法線與慣導(dǎo)裝置的Υ軸平行；采用瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直測(cè)量瞄準(zhǔn)棱鏡，得出被測(cè)的瞄準(zhǔn)棱鏡的 俯仰角和方位角；大地坐標(biāo)系即東-北-天地理坐標(biāo)系，安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載體的坐標(biāo)系即慣導(dǎo) 裝置本體坐標(biāo)系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標(biāo)系，為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，化XeyeZe 為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系，5;為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系的運(yùn)載器縱軸，ζ瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系 的運(yùn)載器橫軸。
[0014] 如上所述的建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型步驟，近φ e為慣導(dǎo)本體另軸 相對(duì)大地坐標(biāo)系y軸傾角，Ψ。為載體.?軸相對(duì)于大地坐標(biāo)系Z軸的傾角^;^為瞄準(zhǔn)棱鏡 的棱脊向量，α、目分別為慣導(dǎo)本體坐標(biāo)系下瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊向量與慣導(dǎo)本體坐標(biāo)系Y0Z 面在水平方向和垂直方向上的安裝誤差角。
[0015] 如上所述的建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型步驟，通過瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊的法 線，確定此法線相對(duì)于東北天地理坐標(biāo)系中北向的夾角；；立;;為瞄準(zhǔn)儀對(duì)棱鏡準(zhǔn)直時(shí)的光 軸向量，Α。為瞄準(zhǔn)儀平盤角，Θ為瞄準(zhǔn)儀豎盤角。
[0016] 如上所述的建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型步驟，所述的夾角的方向W順時(shí)針方向?yàn)檎?br>[0017] 如上所述的計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Υ軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角步驟，計(jì)算 W下公式得到Λ;
[002引本發(fā)明有益效果在于：
[0029] 本發(fā)明采用建立坐標(biāo)系、建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型、建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù) 學(xué)模型和計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Υ軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角四個(gè)步驟，得出方位角 計(jì)算值與實(shí)測(cè)值間的偏差控制在角砂量級(jí)，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。該方法能夠應(yīng)用于諸如運(yùn)載火 箭、導(dǎo)彈初始方位瞄準(zhǔn)或校準(zhǔn)等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法的流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法作詳細(xì)描述：
[0032] 如圖1所示，一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，包括如下步驟：
[0033] 第一步；建立坐標(biāo)系；
[0034] 建立大地坐標(biāo)系、瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系和安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載體的坐標(biāo)系，其中0ENZ表示 東-北-天地理坐標(biāo)系，OsXsysZs為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，化ΧβΥβΖβ為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系。
[0035] 在本實(shí)施例中，被測(cè)瞄準(zhǔn)棱鏡固連在慣導(dǎo)裝置的前端面上，瞄準(zhǔn)棱鏡的法線與慣 導(dǎo)裝置的Υ軸平行。采用瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直測(cè)量瞄準(zhǔn)棱鏡，得出被測(cè)的瞄準(zhǔn)棱鏡的俯仰角和方位 角。大地坐標(biāo)系即東-北-天地理坐標(biāo)系，安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載體的坐標(biāo)系即慣導(dǎo)裝置本體坐 標(biāo)系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標(biāo)系，0 為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，化XeyeZe為瞄準(zhǔn)棱鏡 載體坐標(biāo)系，為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系的運(yùn)載器縱軸，i瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系的運(yùn)載器橫 軸。
[0036] 第二步：建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型；
[0037] 公φ P為慣導(dǎo)本體萬軸相對(duì)大地坐標(biāo)系y軸傾角，Ψ。為載體?軸相對(duì)于大地坐 標(biāo)系Z軸的傾角，^為瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊向量，α、目分別為慣導(dǎo)本體坐標(biāo)系下瞄準(zhǔn)棱鏡的 棱脊向量與慣導(dǎo)本體坐標(biāo)系Υ0Ζ面在水平方向和垂直方向上的安裝誤差角。
[0038] 第Η步；建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型；
[0039] 通過瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊的法線，確定此法線相對(duì)于東北天地理坐標(biāo)系中 北向的夾角。該夾角的方向挑頤時(shí)針方向?yàn)檎?.兩；為瞄準(zhǔn)儀對(duì)棱鏡準(zhǔn)直時(shí)的光軸向量， Α。為瞄準(zhǔn)儀平盤角，Θ為瞄準(zhǔn)儀豎盤角。
[0040] 第四步：計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Υ軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角；
[0041] 令第一步中瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系中單位向量

[005。
.； a、b、c、d、e、f、g、h、i 均為中間變量，聯(lián)立 (1)-(7)可W解算出另，即為方位角
[0052] 表1所示為采用本發(fā)明的方法進(jìn)行試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。
[0053] 表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)一覽表
[0054]
[0056] 從表1可W看出，方位計(jì)算誤差與實(shí)際測(cè)試誤差控制在10"級(jí)。
[0057] 本發(fā)明采用建立坐標(biāo)系、建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型、建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù) 學(xué)模型和計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Y軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角四個(gè)步驟，得出方位角 計(jì)算值與實(shí)測(cè)值間的偏差控制在角砂量級(jí)，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。該方法能夠應(yīng)用于諸如運(yùn)載火 箭、導(dǎo)彈初始方位瞄準(zhǔn)或校準(zhǔn)等領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，包括如下步驟： 第一步：建立坐標(biāo)系； 第二步：建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型； 第三步：建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型； 第四步：計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Y軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的建立坐 標(biāo)系步驟，建立大地坐標(biāo)系、瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系和安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載體的坐標(biāo)系，其中OENZ表示 東-北-天地理坐標(biāo)系， 〇sxsyszs為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，0Bx ByBzB為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的建立坐 標(biāo)系步驟，被測(cè)瞄準(zhǔn)棱鏡固連在慣導(dǎo)裝置的前端面上，瞄準(zhǔn)棱鏡的法線與慣導(dǎo)裝置的Y軸 平行；采用瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直測(cè)量瞄準(zhǔn)棱鏡，得出被測(cè)的瞄準(zhǔn)棱鏡的俯仰角和方位角；大地坐標(biāo) 系即東-北-天地理坐標(biāo)系，安裝瞄準(zhǔn)棱鏡載體的坐標(biāo)系即慣導(dǎo)裝置本體坐標(biāo)系，其中OENZ 表示東-北-天地理坐標(biāo)系，〇sxsyszs為瞄準(zhǔn)儀坐標(biāo)系，0 BxByBzB為瞄準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系，;ζ 為貓準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系的運(yùn)載器縱軸，&貓準(zhǔn)棱鏡載體坐標(biāo)系的運(yùn)載器橫軸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的建立瞄 準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型步驟，d φ s為慣導(dǎo)本體i軸相對(duì)大地坐標(biāo)系y軸傾角，Ψ。 為載體％軸相對(duì)于大地坐標(biāo)系Z軸的傾角，為貓準(zhǔn)棱鏡的棱脊向量，α、β分別為慣導(dǎo) 本體坐標(biāo)系下瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊向量與慣導(dǎo)本體坐標(biāo)系ΥΟΖ面在水平方向和垂直方向上的 安裝誤差角。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的建立傾 斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型步驟，通過瞄準(zhǔn)儀準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)棱鏡的棱脊的法線，確定此法線相對(duì)于東北天 地理坐標(biāo)系中北向的夾角；?為瞄準(zhǔn)儀對(duì)棱鏡準(zhǔn)直時(shí)的光軸向量，Α。為瞄準(zhǔn)儀平盤角， Θ為瞄準(zhǔn)儀堅(jiān)盤角。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的建立傾 斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型步驟，所述的夾角的方向以順時(shí)針方向?yàn)檎?. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的計(jì)算傾 斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Υ軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角步驟，計(jì)算以下公式得到Ε :V ·，
【專利摘要】本發(fā)明屬于遠(yuǎn)程運(yùn)載器射前初始方位角的瞄準(zhǔn)、校準(zhǔn)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)程運(yùn)載器傾斜瞄準(zhǔn)方法，目的是解決運(yùn)載器中慣導(dǎo)裝置本體傾角較大時(shí)，現(xiàn)有方位傳遞方法造成的瞄準(zhǔn)結(jié)果誤差較大的問題。該方法包括建立坐標(biāo)系、建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型、建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Y軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角四個(gè)步驟。本發(fā)明采用建立坐標(biāo)系、建立瞄準(zhǔn)棱鏡安裝載體傾斜數(shù)學(xué)模型、建立傾斜瞄準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算傾斜瞄準(zhǔn)慣導(dǎo)平臺(tái)Y軸與東北天坐標(biāo)系中北向的夾角四個(gè)步驟，得出方位角計(jì)算值與實(shí)測(cè)值間的偏差控制在角秒量級(jí)，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。該方法能夠應(yīng)用于諸如運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈初始方位瞄準(zhǔn)或校準(zhǔn)等領(lǐng)域。
【IPC分類】G01C1/00
【公開號(hào)】CN105627982
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410617403
【發(fā)明人】周軍, 趙天承, 沙春哲, 王春喜, 王鍇磊, 郭振, 董利軍
【申請(qǐng)人】北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日