INS/GPS复合制导技术及其在火箭弹中的应用研究

摘要

本文以某精确制导火箭弹系统的研发为背景，通过对INS/GPS组合导航系统的理论研究、数字仿真以及跑车试验验证，开发了一套应用于该制导武器的弹载INS/GPS组合导航系统。
　　文中首先阐述了国内外组合导航技术的发展现状，并对惯导、INS/GPS组合系统导航原理进行了研究，然后结合实际项目选用了基于位置、速度的组合导航方式，建立了在火箭弹发射相对系下的导航方程，采用WGS84大地坐标系进行INS力学编排，推导了系统的状态方程和量测方程，实现了系统的反馈校正。为了验证算法的正确性与适用性，使用C语言编写了INS/GPS组合导航数字仿真系统，以某火箭弹的数学仿真弹道为基准仿真了载体在不同导航方式下的导航情况；接着利用DSP+FPGA构架INS/GPS组合导航系统，为后续的实物跑车实验搭建了硬件平台；随后搭建了基于DSP弹载计算机的半实物仿真系统，并完成了组合导航系统的半实物仿真实验；最后进行了多次跑车实验。经过以上数字仿真、半实物仿真及跑车实验的测试，表明了本文的火箭弹载INS/GPS组合导航系统具有定位精度高、稳定性好的特点,达到了实际项目的使用要求。
　　课题研究成果将推广应用于某单位采用INS/GPS复合制导技术的相关型号项目中，为武器系统实现精度指标、有效控制成本奠定了坚实的基础。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 INS/GPS复合制导技术原理及应用

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 本文的主要研究内容

第2章 火箭弹INS/GPS组合导航系统总体设计和仿真

2.1 引言

2.2 弹载组合导航系统坐标系定义及其转换

2.3 发射系下弹用INS力学编排推导及仿真验证

2.4弹载组合导航系统数学建模及其仿真验证

2.5 本章小结

第3章 火箭弹INS/GPS组合导航软件实现

3.1 引言

3.2 组合导航软件流程设计

3.3 组合导航软件代码实现

3.4 本章小结

第4章 火箭弹INS/GPS组合导航计算机硬件设计

4.1 引言

4.2 惯性器件指标选型

4.3 GPS接收机指标选型

4.4 DSP系统模块设计

4.5 FPGA系统模块设计

4.6本章小结

第5章 地面试验验证情况与结果分析

5.1 引言

5.2 系统主要技术指标

5.3 静态试验及结果分析

5.4 综合试验及结果分析

5.5 系统跑车试验及结果分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢

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