[發明專利]一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法

有效

• 申請號: 202110150573.2
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112945236B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 溫求遒;李馨;何沁袁
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C23/00;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

1.一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，通過對傳感器測得的誤差角、框架角微分濾波獲得誤差角速度、框架角速度，經過坐標轉換獲得滾仰式導引頭的視線角及角速度；

該方法包括以下步驟：

S1、獲取導引頭誤差角速度和框架角速度；

S2、對齊信號數據時間，獲取姿態角；

S3、獲取滾仰式導引頭的視線角及角速度；

在步驟S1中，框架角速度通過對框架角傳感器測得的框架角微分濾波得到，

框架角離散微分濾波器表示為：

其中，φ_P(k+1)為當前時刻框架角傳感器測得的俯仰框架角，φ_R(k+1)為當前時刻框架角傳感器測得的滾轉框架角；

為上一時刻的俯仰框架角跟蹤信號，為當前時刻的俯仰框架角跟蹤信號，為當前時刻框架角離散微分濾波器輸出的俯仰框架角速度；

為上一時刻的滾轉框架角跟蹤信號，為當前時刻的滾轉框架角跟蹤信號，為當前時刻框架角離散微分濾波器輸出的滾轉框架角速度；

h′表示框架角離散微分濾波器積分步長，R′表示框架角離散微分濾波器調節微分器的響應速度，α₁′表示框架角離散微分濾波器調節跟蹤速度，α₂′表示框架角離散微分濾波器調節微分特性，β′表示框架角離散微分濾波器調節微分精度。

2.根據權利要求1所述的滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，其特征在于，

在步驟S1中，誤差角速度通過對探測器測得的誤差角微分濾波得到；

誤差角離散微分濾波器表示為：

其中，ε_y(k+1)為當前時刻探測器測得的偏航誤差角，ε_z(k+1)為當前時刻探測器測得的俯仰誤差角；

為上一時刻的偏航誤差角跟蹤信號，為當前時刻的偏航誤差角跟蹤信號，為當前時刻誤差角離散微分濾波器輸出的偏航誤差角速度；

為上一時刻的俯仰誤差角跟蹤信號，為當前時刻的俯仰誤差角跟蹤信號，為當前時刻誤差角離散微分濾波器輸出的俯仰誤差角速度；

h表示誤差角離散微分濾波器積分步長，R表示誤差角離散微分濾波器調節微分器的響應速度，a₁表示誤差角離散微分濾波器調節跟蹤速度，a₂表示誤差角離散微分濾波器調節微分特性。

3.根據權利要求1所述的滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，其特征在于，

在步驟S2中，將信號數據進行時間上的對齊，所述信號數據為彈載計算機接收到的信號，包括探測器、框架角傳感器、慣導的輸出信號。

4.根據權利要求3所述的滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，其特征在于，

在步驟S2中，在信號數據時間對齊后，進行彈體姿態角的獲取，所述彈體姿態角表示為：

其中，和γ^*分別為同一時刻時彈體俯仰角、偏航角及滾轉角；和γ分別為慣導測得的彈體俯仰角、偏航角及滾轉角；ω_bx、ω_by和ω_bz分別為慣導測得的同一時刻下彈體姿態角速度在彈體坐標系下的分量；

t_INS為慣導輸出數據時刻，t為彈載計算機將信號數據對齊時刻。

5.根據權利要求4所述的滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，其特征在于，

與彈體姿態角同一時刻的導引頭跟蹤誤差角表示為：

其中，分別為同一時刻時導引頭偏航誤差角及俯仰誤差角，

ε_y表示探測器測得的偏航誤差角，ε_z表示探測器測得的俯仰誤差角，t_s為探測器輸出數據時刻，t為彈載計算機將信號數據對齊時刻。