高超声速飞行器惯性天文传递对准技术研究

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1、表每大？聲硕±学位论文高超声速飞行器惯性／天文传递对准技术研究专业名称：导航、制导与担制研究生姓名：韩化导师姓名；程向红ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＡｌｉｇｎｍｅｎｔｏｆＩＮＳ／ＣＮＳｆｏｒＨｅｒｓｏｎｉｃＶｅｈｉｃｌｅｓｙｐＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒＡＤＭａ化ｆＥｎｉｎｉｎ化ｅｃａｄｅｍｉｃｅｇｒｅｅｏｆｓｒｏｇｅｅｒｇＢＹＨａｎＸｕＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＣＨＥＮＧＸｉａｎｈｏｎｇｇＳｃｈ

2、ｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｉｎ，Ｐ．Ｒ．ＣｈｉｎａｊｇＭａｙ２０１５东南大学学位论文独巧性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，，。尽我所知除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。球占研究生签名：日期：＿＿东

3、南大学学位论文使用沒权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容（）授权东南大学研。论文的公布包括Ｗ电子信息形式刊登究生院办理。知Ｉ＂如少乂多研究生签名：全：满日期：＿导师签名＾摘要２，高超声速技术是１世纪航空航天技术领域的战略制高点高超声速飞行器。具有速度快，、突防能力强等特

4、点成为当今世界军事强国关注的战略发展方向高超声速飞行器武器系统传逆对准的时间及精度决定了武器系统的反应速度及打击目标的精确度。本文针对高超声速飞行器的实际应用环境，建立了惯性／天文传递对准模型，包括：基于小失准角假设的线性模型、基于大失准角假设的非线性模型及基于加性四元数的模型。分别搭建了基于卡尔曼滤波器Ｗ及无迹卡尔曼滤波器的数学仿真平台，对惯性／天文传递对准系统进行了仿真分析。论文主要包括Ｗ下内容：１给出了高超声速飞行器传递对准技术所涉及的空间坐标系及各坐标（）系之间的转换关系。介绍了四元数的基本理论并给出了四元数的微分方程队及误－迹出了高超声速

5、飞行器的理想轨道数学模型差方程，。结合Ｘ４３Ａ的试飞轨，给并利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对轨道的数学模型进行了仿真。、口，推导了发射点惯性坐标系下的失准角微分方程）分析了捷联惯系统误差速度误差微分方程位置误差微分方程、加性四元数误差微分方程及基于加性四元数形式的速度误差微分方程、位置误差微分方程。分析了影响离超声速飞行器、，传递对准精度的误差源，包括惯性器件误差挽曲变形误差和杆臂效应误差并对这些误差源进行了数学建模。绍了星敏感器的基本原理及姿态解算算法，推导了ＴＲＩＡＤ算法Ｗ及口）介ＱＵＥＳＴ算法。根据不同的姿态解算算法，可获得不同形式的姿态信息。利用星

6、敏感器输出的不同形式的姿态信息，在发射点惯性坐标系下，分别建立了基于小失准角假设的线性传递对准模型、基于大失准角假设的非线性传递对准模型和基于加性四元数形式的传迸对准模型。４搭建了基于卡尔曼和无迹卡尔曼滤波算法的传递对准仿真平台，并对惯（）性，仿真结果验证了惯性／天文传递对准系统／天文传谨对准系统进行了仿真分析的有效性和实用性。／关键词：高超声速飞行器；惯性天文传递对准；星敏感器：；发射点惯性坐标系非线性；无迹卡尔曼滤波ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｓｔｒａｔｅｇｙｃｏ

7、ｍｍａｎｄｉｎｇｐｃｉ打ｔｉｎ化ｅｆｉｅｌｄｏｆａｅｒｏｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅ２１巧ｃｅｎｔｕｒ．Ｈｅｒｓｏｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｈａｖｅｍａｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈｙｙｐｙ，ａｓｈｅｎｅａｏｎａｂＵａｎｄｓｏｏｎ．Ａｎｄｅｎｏｎｅｃｈｎｏｏｓｉｈｓｅｅｄｓｔｒｏｎｔｒｔｉｉｔｈｉｃｔｌｈａｇｐ，ｇｐｙｙｐｇｙ＇ｗｂｅｃｏｍｅｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉ