[發明專利]基于虛擬三點法的制導方法及應用其的飛行器

在審

• 申請號: 202110252929.3
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113074586A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 段鑫堯;王江;林德福;王亞東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F42B15/00
• 分類號: F42B15/00;F42B15/01;G01C21/16;G01C21/20
• 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

1.一種基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，該方法中，在飛行器發射前瞄準并跟蹤目標，進而獲得發射裝置與目標連線的轉動角速率；

在飛行器發射后，實時通過虛擬三點法制導律生成制導指令，進而通過該制導指令控制飛行器飛向目標。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

虛擬三點法制導律通過下式(一)生成制導指令：

a_c＝N·(q_M-q_T) (一)

其中，q_M表示發射裝置—飛行器連線與Ox軸正方向夾角；

q_T表示發射裝置—目標連線與x軸正方向夾角；

N表示比例系數。

3.根據權利要求2所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

所述q_M通過下式(二)實時獲得，

所述q_T通過下式(三)實時獲得，

其中，Z_M表示飛行器在發射坐標系中Oz軸上的坐標值，

X_M表示飛行器在發射坐標系中Ox軸上的坐標值，

Z_T表示目標在發射坐標系中Oz軸上的坐標值，

X_T表示目標在發射坐標系中Ox軸上的坐標值，

Z₀表示發射裝置在發射坐標系中Oz軸上的坐標值，

X₀表示發射裝置在發射坐標系中Ox軸上的坐標值。

4.根據權利要求3所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

所述飛行器在發射坐標系中的位置通過下式(四)獲得：

其中，a＝[a_x,a_y,a_z]^T表示飛行器在發射坐標系下加速度；

t表示飛行器飛行時間。

5.根據權利要求3所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

所述目標在發射坐標系中Oz軸上的坐標值Z_T通過下式(五)獲得：

其中，表示初始位置，取值為0；

ω_T表示發射裝置與目標連線的轉動角速率；

所述目標在發射坐標系中Ox軸上的坐標值X_T與飛行器發射前發射裝置與目標之間的距離R_T的值相等。

6.根據權利要求5所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

在飛行器發射前，通過測距儀測量發射裝置與目標之間的距離R_T，或者目測估計得到R_T，并將其輸入到飛行器中。

7.根據權利要求6所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

在飛行器中預存有設定距離值，

當飛行器發射前未獲得輸入的發射裝置與目標之間的距離R_T時，利用所述設定距離值替代所述發射裝置與目標之間的距離R_T。

8.根據權利要求7所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

所述預存設定距離值為500米。

9.根據權利要求1所述的基于虛擬三點法的制導方法，其特征在于，

在飛行器發射前瞄準并跟蹤目標時，通過飛行器上的陀螺儀測算得到發射裝置與目標連線的轉動角速率ω_T。

10.一種飛行器，其特征在于，該飛行器中采用如權利要求1-9之一所述的基于虛擬三點法的制導方法進行制導；

優選地，在飛行器的發射裝置上設置有瞄準鏡，

在飛行器上設置有陀螺儀和慣性測量裝置；

通過瞄準鏡在發射飛行器以前跟蹤目標，即隨著目標移動而偏轉該發射裝置，導致飛行器上的陀螺儀一并隨著偏轉，從而通過陀螺儀測算出發射裝置與目標連線的轉動角速率ω_T；

進一步優選地，所述飛行器發射后，實時通過虛擬三點法制導律生成制導指令，進而通過該制導指令控制飛行器飛向目標。