兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S2): 240-250.doi: 10.12382/bgxb.2024.0780
杨子傲1,2, 曲麒富3, 孙海文4, 李烨4, 嵇振涛5,*()
收稿日期:
2024-09-02
上线日期:
2024-12-12
通讯作者:
基金资助:
YANG Ziao1,2, QU Qifu3, SUN Haiwen4, LI Ye4, JI Zhentao5,*()
Received:
2024-09-02
Online:
2024-12-12
摘要:
为研究不依赖卫星的高动态飞行器自主导航方法,建立高动态飞行器的飞行动力学模型。采用数值积分法,解算出高动态飞行器轨迹信息,分析高动态飞行器飞行误差特性,并生成虚拟惯导数据。基于飞行误差特性,提出一种利用实测惯导数据与虚拟惯导数据动态加权的导航解算方法,并依靠“速度+姿态”匹配卡尔曼滤波方法进一步抑制导航误差。通过对内嵌飞行动力学的惯性基深耦合导航方法进行仿真,验证所提出的深耦合导航方法。仿真结果表明,新方法能够大幅度提升导航精度,在预置飞行轨迹偏差程度不同的情况下,新方法对导航效果的提升幅度分别达到97.1%、72.9%和40%。
杨子傲, 曲麒富, 孙海文, 李烨, 嵇振涛. 内嵌飞行动力学的高动态飞行器惯性基深耦合导航方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(S2): 240-250.
YANG Ziao, QU Qifu, SUN Haiwen, LI Ye, JI Zhentao. Inertial-based Deep-coupling Navigation Method with Embedded Flight Dynamics[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(S2): 240-250.
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
初始速度/(m·s-1) | 50 | 一级装药量/kg | 22080 |
发射倾角/(°) | 90 | 一级推进时间/s | 61.6 |
发射偏角/(°) | 90 | 二级装药量/kg | 6246 |
初始质量/kg | 34335 | 二级推进时间/s | 65.2 |
装药量/kg | 31759 | 三级装药量/kg | 3317 |
燃料比冲/(N·s·kg-1) | 2393 | 三级推进时间/s | 59.6 |
旋转体释放时间/s | 550 | 垂直上升时间/s | 1.49 |
飞行器半径/m | 0.72 | 旋转体半径/m | 0.27 |
表1 高动态飞行器发射初始条件
Table 1 Initial conditions for high dynamic flight vehicle launch
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
初始速度/(m·s-1) | 50 | 一级装药量/kg | 22080 |
发射倾角/(°) | 90 | 一级推进时间/s | 61.6 |
发射偏角/(°) | 90 | 二级装药量/kg | 6246 |
初始质量/kg | 34335 | 二级推进时间/s | 65.2 |
装药量/kg | 31759 | 三级装药量/kg | 3317 |
燃料比冲/(N·s·kg-1) | 2393 | 三级推进时间/s | 59.6 |
旋转体释放时间/s | 550 | 垂直上升时间/s | 1.49 |
飞行器半径/m | 0.72 | 旋转体半径/m | 0.27 |
参数 | 数值 |
---|---|
陀螺仪零偏/((°)·h-1) | 10 |
加速度计零偏/mg | 10 |
发射初速偏差均值/% | 2 |
发射倾角偏差均值/% | 0.03 |
发射偏角偏差均值/% | 0.015 |
表2 仿真条件设置
Table2 Simulation condition setting
参数 | 数值 |
---|---|
陀螺仪零偏/((°)·h-1) | 10 |
加速度计零偏/mg | 10 |
发射初速偏差均值/% | 2 |
发射倾角偏差均值/% | 0.03 |
发射偏角偏差均值/% | 0.015 |
阶段 | 角速度误差阈值 | 加速度误差阈值 |
---|---|---|
非旋转段 | 0.0000634 | 0.2445 |
旋转段 | 0.0746 | 0.0457 |
表3 角速度与加速度误差阈值
Table 3 Angular velocity and acceleration error threshold
阶段 | 角速度误差阈值 | 加速度误差阈值 |
---|---|---|
非旋转段 | 0.0000634 | 0.2445 |
旋转段 | 0.0746 | 0.0457 |
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