[发明专利]一种主动攻击水雷惯导与磁罗盘误差角补偿方法

说明书

本发明所述的水雷惯导与磁罗盘误差角标定及补偿方法，根据两个空间坐标系之间状态余弦矩阵的唯一性原理，将第一种状态下测量后的计算结果用于第二种状态下的测量结果计算，使保持水雷Y轴向上与Z轴向上两种状态之间没有了绕X轴旋转90度的限制条件，简化了对标定设备和操作的要求，易于实现；针对每条水雷得到的标定结果写入弹道控制计算机中，通过补偿实现目标探测系统与弹道控制系统的方位和姿态基准的同一化，有效消除设备安装带来的系统误差，保证主动攻击水雷对目标实施制导攻击的精度，已经得到某型号方案阶段湖上和海上试验的验证。

技术领域

本发明属于水雷弹道控制技术领域，具体涉及一种主动攻击水雷惯导与磁罗盘误差角补偿方法。

背景技术

目前我国的主动攻击水雷主要是系留平台+战斗载荷的大范围火箭上浮锚雷，要对战斗载荷的水下弹道施以控制，提高对目标的打击精度，就必须在其制导回路中引入目标位置和速度等信息。目标信息来源于目标探测系统，其方位和姿态基准通过磁罗盘建立；弹道控制系统的方位和姿态基准通过惯导建立。只有将目标探测系统的方位和姿态基准与弹道控制系统的基准统一起来，才能在弹道控制系统中有效利用目标信息。

目标探测系统安装于系留平台的头盖内，弹道控制系统安装在战斗载荷的几何中心附近。由于这两个系统安装在不同的平台上，因此，既不能采用光学仪器进行瞄准测量的方式得到两者之间的安装误差角，也不能采用工艺控制和误差传递计算的方式获取两者之间的安装误差角。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种主动攻击水雷惯导与磁罗盘误差角补偿方法，简化了对标定设备和操作的要求，易于实现；

一种水雷惯导与磁罗盘误差角补偿方法，在水雷雷体安装磁罗盘的位置安装可测量三轴加速度的工装，并按照磁罗盘安装基准进行安装；定义水雷雷体的坐标系为OXYZ坐标系，工装体坐标系为O₁X₁Y₁Z₁，惯导体坐标系为O₂X₂Y₂Z₂；

将水雷雷体的Y轴向上且X轴和Z轴位于水平面内；假设O₀X₀Y₀Z₀为方位未知的当地水平坐标系，O₁X₁Y₁Z₁系由O₀X₀Y₀Z₀系经过三次旋转得来，三次旋转的角度分别为航向角ψ₁、俯仰角θ₁、横滚角由O₀X₀Y₀Z₀系至O₁X₁Y₁Z₁系转换的方向余弦矩阵为：

雷体的Y轴向上并保持静止时，有：

其中:表示工装测得的目标加速度在O₁X₁Y₁Z₁坐标系各轴的重力加速度分量；A₀为当地水平坐标系各轴的重力加速度分量，A₀＝[0,g,0]，将[A₀],[A₁],代入(2)式得：

最后得到工装表征的俯仰、横滚两个姿态角：

同理，得到惯导表征的俯仰、横滚两个姿态角θ₂、