發(fā)射平臺導航誤差對反艦導彈捷聯(lián)慣導系統(tǒng)影響分析

李 曦（91550部隊91分隊，遼寧大連，116023）

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發(fā)射平臺導航誤差對反艦導彈捷聯(lián)慣導系統(tǒng)影響分析

李 曦
（91550部隊91分隊，遼寧大連，116023）

摘要：建立動基座條件下反艦導彈捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差傳播方程，分析發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差對導彈慣導定位誤差的影響，得出了相關的結論。研究結果可以為武器試驗鑒定工作提供支撐。

關鍵詞：發(fā)射平臺；反艦導彈；捷聯(lián)慣導系統(tǒng)

0 引言

隨著計算機技術和慣性器件的發(fā)展，捷聯(lián)慣導系統(tǒng)（SINS）在戰(zhàn)術武器系統(tǒng)中占有越來越重要的地位，是實現(xiàn)武器精確制導的基礎，被廣泛應用于反艦導彈制導控制系統(tǒng)。

由于在SINS中，慣性器件直接與載體固聯(lián)，工作環(huán)境惡劣，誤差影響因素及傳遞特性具有其特殊性，文獻［1］和［2］就此進行了分析和研究，但是均未涉及發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差對導彈SINS的影響。

受戰(zhàn)場環(huán)境影響，在沒有預設發(fā)射陣地時，艦艇、潛艇或者陸基發(fā)射平臺的導航設備輸出參數(shù)均存在誤差。隨著反艦導彈武器系統(tǒng)向著大射程、高精度方向的發(fā)展，這些誤差對導彈SINS的影響越來越不可以忽略。本文將就此做進一步分析和研究。

1 SINS誤差模型

SINS的誤差傳遞特性由其誤差模型來描述。從實際使用情況出發(fā)，假設加表刻度系數(shù)誤差和陀螺刻度系數(shù)誤差在標校時已完全補償。以掠海飛行反艦導彈為例，不考慮天向通道，系統(tǒng)狀態(tài)方程可以化為：

2 發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差對SINS初始狀態(tài)的影響

發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差包括發(fā)射平臺姿態(tài)角誤差、發(fā)射平臺速度誤差和發(fā)射平臺位置誤差。以下就其對導彈SINS初始狀態(tài)影響分別進行分析。

2.1 發(fā)射平臺姿態(tài)角誤差的影響

反艦導彈SINS初始對準一般采用自對準方式，引入外速度阻尼，通過阻尼回路使SINS數(shù)學平臺工作在水平附近，并運用狀態(tài)估計理論，采用卡爾曼濾波對調平誤差角進行估計。由慣導系統(tǒng)初始對準原理，發(fā)射平臺姿態(tài)角誤差不影響武器SINS初始對準結果，調平誤差角只與陀螺漂移和加表零偏有關：方向最小失準角

2.2 發(fā)射平臺速度誤差的影響

導彈SINS初始對準結束之后，一般需要經過一段時間的修正才能發(fā)射。根據(jù)系統(tǒng)修正模型，發(fā)射平臺速度誤差對武器初始對準結果有一定影響。以SINS北向失準角為例，有：

由于修正周期較短（一般不超過10min）且在每個修正周期結束后對失準角進行重新估計，所以發(fā)射平臺速度誤差對SINS失準角的影響可以歸納到初始對準算法中一并考慮。實際上由于發(fā)射平臺一般處于靜止狀態(tài)或者有多普勒計程儀輔助進行測速，此項誤差一般較小，在此忽略不計。

由初始對準方式知SINS初始速度由發(fā)射平臺直接裝訂。假設發(fā)射平臺初始速度誤差為東向、北向各1m/s，則：

2.3 發(fā)射平臺位置誤差的影響

SINS初始位置同樣由發(fā)射平臺直接裝訂。由位置誤差引起的附加陀螺漂移為：天向陀螺漂移

以北緯30o，發(fā)射平臺位置誤差北向、東向各5Km計算，則：

由（8）、（9）得由發(fā)射平臺位置誤差引起的系統(tǒng)附加陀螺漂移分別為：

3 SINS仿真誤差分析

將式（2）作拉氏變換有：

故初始值的誤差傳遞方程為：

將式（12）作拉氏反變換可得誤差的解析解。在這里用計算機仿真來完成。

表1 典型飛行軌跡

在完成初始對準情況下，受舒拉周期調諧影響，發(fā)射平臺速度誤差在SINS誤差傳遞中無明顯發(fā)散；影響反艦導彈SINS誤差的主要因素是發(fā)射平臺北向位置誤差，該影響在高精度SINS中表現(xiàn)尤其明顯。

4 結束語

本文詳細研究了發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差對反艦導彈SINS的影響因素和傳遞特性。通過使用不同性能的慣性器件和采用不同的飛行軌跡，得出了相關的結論。通過研究，在進行高精度SINS反艦導彈武器系統(tǒng)試驗鑒定工作時，必須綜合考慮發(fā)射平臺導航參數(shù)誤差和導彈SINS慣性器件性能，以便對導彈武器系統(tǒng)技戰(zhàn)術性能做出客觀評定。

參考文獻

［1］王新龍等.捷聯(lián)慣導系統(tǒng)在運動基座上的建模及誤差傳播特性研究［J］.宇航學報， 2006.11

［2］陳靜等.戰(zhàn)術導彈捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差分析［J］.彈箭與制導學報，2006.4

［3］秦永元. 慣性導航［M］.北京：科學出版社，2006

［4］崔鵬程，邱宏波.艦載導彈用捷聯(lián)慣導系統(tǒng)校準技術研究［J］.中國慣性技術學報，2007，2（1）

Analysis of the influence of launching platform navigation error on the strapdown inertial navigation system of anti ship missile

Li Xi
（91 troops， 91550 division， Dalian， Liaoning， 116023）

Abstract：Based on the error propagation equation of the strapdown inertial navigation system of the anti ship missile under the condition of moving base，the influence of the navigation parameters of the launching platform on the positioning error of missile inertial navigation system is analyzed， and the related conclusion is drawn.The results of the study can provide support for the weapon test and appraisal work.

Keywords：launch platform；anti ship missile；strapdown inertial navigation system

作者簡介

李曦，男（1982-），四川漢源人，工學碩士，助理工程師，主要從事無人飛行器導航、制導與控制的研究。