[发明专利]旋转弹航向角、俯仰角角速率测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转弹航向角、俯仰角角速率测量技术领域。 

背景技术

随着现代战争向着局部化，精准化方向发展，弹药的智能和精准控制成为了一个重要的研究方向。旋转弹通过自身旋转以克服由推力偏心，质量偏心，气动偏心等引起的弹道散布，具有较强的抗干扰能力，受到了科研人员的青睐。由于高速旋转弹从出膛、飞行、侵彻等过程需要经历高冲击、高动态等极其恶劣极端的物理过程，使得实时准确监测并控制旋转弹的姿态成为一大难题。 

目前，测量旋转弹姿态的方法大体可以分为:1、天体导航法：包含太阳方位角遥测法、星敏器法，该方法受限于时间、天气等因素；2、外界辅助导航法:包含GPS测姿法、基于光电测量的外侧法，该方法很大程度上依赖与外界辅助设备且更新频率低；3、自主导航法：包含陀螺仪法、地磁传感器法和加速度计法，该方法可以不依赖外界设备，可以完全自主的，实时准确的获得弹体的姿态信息。其中地磁传感器法，具有自主导航的优点，并且其误差不随时间积累等惯性传感器所不可睥睨的优势，但是其要求不受电、磁的干扰，很显然在实战中很难满足；陀螺仪法，在自主导航中的大量的应用，但是光学陀螺，机械类陀螺仪难以满足旋转弹在出膛、侵彻等过程的高冲击的需要，振梁式陀螺仪，MEMS陀螺仪具有抗冲击的潜能，但是由于旋转 弹的高速自旋(1800rad/s)将产生严重的轴间干扰，因此在旋转弹测姿方面显得难以胜任；加速度计法，传统采用的四加速度计法、六加速度计法、十二加速度计法等，这些方法同等条件下，体积大，成本高。 

由于旋转弹的运行时间较短，横滚角速率远远大于航向角、俯仰角角速率，同时受测量技术手段的限制，本领域的技术人员在低精度领域下将航向角、俯仰角角速率变化忽略不计。而随着精准制导需求的增加和传感器技术的发展，使得对航向角、俯仰角角速率实时测量与控制成为一种需要和可能。 

鉴于此，现有的测量方法还存在进一步改进的需要。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用正交双轴加速度传感器进行旋转弹航向角、俯仰角角速率的实时测量方法。该方法将双轴加速度传感器的敏感轴垂直于弹体的弹轴方向放置，可以免受弹轴方向的高冲击的影响，同时保持对垂直于弹轴方向平面内加速度的测量，通过数据换算得到旋转弹的航向角、俯仰角角速率，进而实现全程、实时、无辐射、高速率的航向角、俯仰角角速率的检测与控制。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种旋转弹航向角、俯仰角角速率测量方法，所述方法采用由两轴加速度传感器组成的传感器单元，加速度传感器敏感轴相互垂直布置在旋转弹上，并与旋转弹旋转轴垂直；所述两轴加速度传感器测量垂直于旋转弹旋转轴的两个方向上的加速度并输出到处理电路；所述 处理电路接收两轴加速度传感器输出的测量结果，运算获得旋转弹在弹道中的航向角、俯仰角角速率； 

运算采用如下公式： 

ωz=-(ax+ωy2·x)/2y·]]>

ωx=-(az+ωy2·z)/2y·]]>