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摘要随着科学与技术的不断发展，单兵制导火箭将在未来的战场上发挥的作用越来越大，并逐渐成为重要的单兵武器。导航系统作为单兵制导火箭的“眼睛”，对于提高精度起着至关重要的作用。纯惯性导航作为导航方法中的一种，具有设备简单，低成本等优势，其研究具有一定的意义。33384
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本文首先介绍了单兵制导技术的发展现状，对纯惯性导航方法在单兵制导武器上的应用现状进行了研究说明。然后建立了火箭弹的弹道模型，在发射系下建立了惯性导航算法模型，然后选用四元数法进行姿态解算，随后求解速度、位置等导航数据。为检验导航算法模型的准确性，进行了导航算法仿真，并与真实弹道解算出的数据进行对比分析，证明了所建立模型的准确性。
关键词 单兵制导火箭 惯性导航 四元数法 仿真
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Design of inpidual guided rocket navigation method
Abstract
With the continuous development of science and technology, inpidual guidance rocket will play a greater role in the future battle field, and has gradually become an important inpidual weapon. As the “eyes” of inpidual guided rocket, navigation system plays a vital role to improve the accuracy. Inertial navigation is a kind of navigation method, it has the advantages of simple equipment, low cost, etc., and it is meaningful.
This paper firstly introduces the current situation of the development of the inpidual guidance technology, the application status of pure inertial navigation method in inpidual guided weapon of the study shows. And establish the rocket trajectory model, inertial navigation algorithm model is established in the launch system, and then use quaternion for attitude solution, then solving speed and position of the navigation data. In order to test the accuracy of the navigation algorithm, the navigation algorithm simulation is carried out, and the accuracy of the model is proved by comparing with the real ballistic data.
Keywords Inpidual guidance rocket Inertial navigation Four element method Simulation
目 次
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 单兵制导技术的国内外研究现状 1
1.3 本课题的主要工作 8
1.4 论文章节安排 8
2 单兵制导火箭导弹模型 9
2.1 常用坐标系 9
2.2 火箭弹弹道模型 11
3 MEMS惯性导航的标定及补偿 19
3.1 MIMU误差分析 19
3.2 MIMU组合结构的器件误差模型 19
3.3 MIMU的整体误差系数的标定方法的设计 21
4 惯性导航算法设计 26
4.1 初始对准算法 26
4.2 惯性导航算法设计 26
5 制导火箭弹导航算法仿真 31
结 论 37
致 谢 38
参考文献39
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
单兵肩扛式火箭弹通常是指靠火箭发动机提供推力的无制导装置的弹药武器，主要用途是杀伤和压制敌方坦克、装甲等有生力量，破坏武器装备及工事等。由于传统的单兵火箭弹没有采用制导技术，导致火箭弹的密集度较差，散布较大，影响命中精度，影响打击目标的效果。随着20世纪90年代以来精确制导技术的发展，肩扛式单兵火箭弹的制导化将会成为未来重要的精确制导弹药。由于采用了制导技术，提高了命中精度和密集度，使得单兵制导火箭能有效打击目标，更加适合现代化战场环境。同时，相比于现有的单兵肩扛式反坦克导弹，单兵制导火箭弹具有成本低的优势，所以，本课题拟针对射程在1Km以内的单兵肩扛式火箭弹进行纯惯性导航方法设计，以低成本的MEMS惯性器件为基础，研究无导引头下的纯惯性制导火箭弹的定位测速和测姿算法，为单兵肩扛式低成本制导火箭弹的工程设计提供一定的理论依据。