[发明专利]一种运载火箭姿态角速率信号的测量系统及方法

权利要求书

1.一种运载火箭姿态角速率的测量系统，其特征在于，

对于运载火箭的俯仰通道、偏航通道和滚动通道中的每个通道，设置有伺服机构、箭机及两套捷联惯组；

每套所述捷联惯组从运载火箭的箭体处，获取姿态角信号并取代速率陀螺仪来获取角速率信号；

所述箭机中，通过冗余判别模块对两套所述捷联惯组获取的数据进行故障诊断，并将其中被诊断为正确的一套捷联惯组获取的数据作为所选捷联数据输出；通过捷联数据处理模块，将所选捷联数据中的姿态角信号和角速率信号分开形成两路信号，将其中的姿态角信号送至四元数解算模块进行运算，将其中的角速率信号送至滤波网络模块进行运算；通过设置校正网络模块对四元数解算模块及滤波网络模块的运算结果进行综合计算得到相应的控制指令，并输出该控制指令至伺服机构来实现姿态控制。

2.一种运载火箭姿态角速率的测量方法，其特征在于，对于运载火箭的俯仰通道、偏航通道和滚动通道中的每个通道，包含：

A、通过捷联惯组获取一路姿态角信号和一路角速率信号；

B、对姿态角信号进行四元数解算；对角速率信号进行滤波；

C、对四元数解算结果和角速率信号滤波结果，进行校正网络差分方程计算得到摆角控制指令，并输出至伺服机构进行姿态控制。

3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，

配置有两套捷联惯组，各自能够获取一路姿态角信号和一路角速率信号；

对两套所述捷联惯组获取的数据进行故障诊断，并将其中被诊断为正确的一套捷联惯组获取的数据作为所选捷联数据输出；

则步骤B中，是对从所选捷联数据中分出的姿态角信号和角速率信号分别进行运算。

4.如权利要求2或3所述的测量方法，其特征在于，

步骤B中，所述姿态角信号经四元数解算后，得到俯仰通道、偏航通道和滚动通道的姿态角偏差信号：

其中：

ψ_JL,γ_JL，为当前拍无故障捷联测量姿态角；

ψ_CX,γ_CX，为当前拍程序角。

5.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，

步骤B中，俯仰通道、偏航通道和滚动通道的所述角速率信号为：

其中：

ΔT_SAM为惯组采样周期；

Δθ_bx,Δθ_by,Δθ_bz，为当前拍无故障捷联静态误差补偿后角增量；

为当前拍无故障捷联测量角速率。