前 言
火箭炮具有机动性强、发射速度快、火力集中等特点,其发展受到世界各国高度重视。现代战争要求火箭炮在射击远程化的同时必须达到精确化,以提高其打击能力。常规无控多管火箭炮随着射程的增加,其射击精度必然下降,而简易的弹道修正技术也只能对弹体飞行姿态部分修正,故提高射击精度的效果有限。为了提高火箭弹的威力,美国等军事强国已开始对其进行制导化改造,即对火箭弹加装以惯性测量单元为主的制导控制器件形成制导火箭弹。
由于成本的限制,弹载惯导成本较低,所采用惯性器件性能稳定性差、精度较低,因此在发射前有必要采用一定的误差标定方案将惯性器件的误差标定出来,在导航解算过程中,通过误差补偿算法将标定出来的器件误差补偿掉,以此来消除器件误差的影响,提高制导精度。
对惯导系统进行标定,就是借助一定的基准信息,求解惯性器件的误差。纵观惯导系统误差标定技术研究成果,所使用的基准信息主要包括重力、地球自转角速度信息、卫星导航输出信息等。对于弹载惯导而言,由于火箭炮发射速度快,所需火箭弹数量大,误差标定不可能在转台或实验室内依赖于重力和地球自转角度来进行;由于卫星导航容易受干扰或使用环境的影响,弹载惯导也不能依赖于卫星导航信息。
随着武器装备机械化和信息化的发展,火箭炮武器系统配置了导航定位系统,该系统精度较高,可以提供弹载惯导标定的基准信息,从而实现弹载惯导的在线标定。近年来,我们在武器装备预研基金的支持下,就基于主惯导信息的弹载惯导在线标定技术进行了理论和仿真研究,取得了一些研究成果。在此,我们将所取得的成果整理成书,希望对从事相关研究的学者有所帮助。
本书共分7章,第1章介绍了远程制导火箭弹的发展现状和关键技术,并对误差参数标定技术状况进行了概述;第2章在分析火箭弹飞行特点的基础上,将弹载惯导等效为单轴旋转惯导,分析了弹载惯导误差特性;第3章从系统可观测性和状态变量可观测度的角度,对匹配模式进行了研究;第4章逆向运用PWCS理论对标定路径设计方法进行了研究,提出了标定路径的设计原则,并进行了仿真验证;第5章在分析野战路面特点的基础上,对在线标定的可行性进行了分析;第6章主要针对火箭炮不进行阵地转移时如何标定弹载惯导主要误差进行研究;第7章主要就如何提高误差参数估计精度和估计实时性进行研究。
本书第1章和第2章由石志勇编写,第3章、第4章和第6章由王志伟编写,第5章由全振中编写,第7章由王怀光编写。在编写过程中参考了同行的研究成果,在此表示感谢。
由于作者水平有限,书中不妥之处在所难免,恳请专家、读者批评指正。
作 者
2021年1月于石家庄