一種遠程運載器傾斜瞄準方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于遠程運載器射前初始方位角的瞄準、校準技術領域，具體涉及一種遠 程運載器傾斜瞄準方法。
【背景技術】
[0002] 遠程運載器初始方位作為射前必須測量的初始參數之一，直接決定了運載器的橫 向飛行精度。通常運載器的瞄準通過固聯于慣導裝置的直角棱鏡來進行方位傳遞。
[0003] 目前國內外運程運載器射前初始瞄準可分為水平瞄準和垂直瞄準兩種。水平瞄準 是彈體水平狀態時，進行瞄準棱鏡準直，垂直發射。此方式優點是隱蔽性好，快速機動，缺點 是瞄準精度差。對瞄準精度要求較高時，一般采用垂直瞄準的方式。運載器處于豎直狀態 下，當棱鏡的棱脊與慣導裝置的方位敏感軸精確平行時，棱鏡鏡面的法線與運載器飛行指 向軸平行；進而，在運載器垂直發射情況下，運載器的不水平相關角度較小，瞄準棱鏡的法 線鉛垂，此時能夠通過立體幾何分析、使用瞄準儀對棱鏡進行準直，且忽略微小量近似計算 的方法來修正測量值，最終計算得到運載器的初始方位角。
[0004] 然而，當運載器的橫軸和縱軸不水平角度較大時，甚至達到幾度級的不水平角時 即傾斜發射的情況，前面忽略微小量近似計算的方法已不適用。因運載器中慣導裝置本體 存在大的雙向傾斜，再疊加進棱鏡自身的雙向安裝誤差，致使瞄準儀平盤讀數與真實方位 角之間存在大的偏差。通過模擬試驗驗證表明，送兩因素綜合作用下方位角的測量誤差甚 至能到度級。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是解決運載器中慣導裝置本體傾角較大時，現有方位傳遞方法造成 的瞄準結果誤差較大的問題，提供一種遠程運載器傾斜瞄準方法。
[0006] 本發明是送樣實現的：
[0007] -種遠程運載器傾斜瞄準方法，包括如下步驟：
[0008] 第一步；建立坐標系；
[0009] 第二步：建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型；
[0010] 第Η步；建立傾斜瞄準數學模型；
[0011] 第四步：計算傾斜瞄準慣導平臺Υ軸與東北天坐標系中北向的夾角。
[0012] 如上所述的建立坐標系步驟，建立大地坐標系、瞄準儀坐標系和安裝瞄準棱鏡載 體的坐標系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標系，OsXsysZs為瞄準儀坐標系，化ΧβΥβΖβ為瞄 準棱鏡載體坐標系。
[0013] 如上所述的建立坐標系步驟，被測瞄準棱鏡固連在慣導裝置的前端面上，瞄準棱 鏡的法線與慣導裝置的Υ軸平行；采用瞄準儀準直測量瞄準棱鏡，得出被測的瞄準棱鏡的 俯仰角和方位角；大地坐標系即東-北-天地理坐標系，安裝瞄準棱鏡載體的坐標系即慣導 裝置本體坐標系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標系，為瞄準儀坐標系，化XeyeZe 為瞄準棱鏡載體坐標系，5;為瞄準棱鏡載體坐標系的運載器縱軸，ζ瞄準棱鏡載體坐標系 的運載器橫軸。
[0014] 如上所述的建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型步驟，近φ e為慣導本體另軸 相對大地坐標系y軸傾角，Ψ。為載體.?軸相對于大地坐標系Z軸的傾角^;^為瞄準棱鏡 的棱脊向量，α、目分別為慣導本體坐標系下瞄準棱鏡的棱脊向量與慣導本體坐標系Y0Z 面在水平方向和垂直方向上的安裝誤差角。
[0015] 如上所述的建立傾斜瞄準數學模型步驟，通過瞄準儀準直瞄準棱鏡的棱脊的法 線，確定此法線相對于東北天地理坐標系中北向的夾角；；立;;為瞄準儀對棱鏡準直時的光 軸向量，Α。為瞄準儀平盤角，Θ為瞄準儀豎盤角。
[0016] 如上所述的建立傾斜瞄準數學模型步驟，所述的夾角的方向W順時針方向為正。
[0017] 如上所述的計算傾斜瞄準慣導平臺Υ軸與東北天坐標系中北向的夾角步驟，計算 W下公式得到Λ;
[002引本發明有益效果在于：
[0029] 本發明采用建立坐標系、建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型、建立傾斜瞄準數 學模型和計算傾斜瞄準慣導平臺Υ軸與東北天坐標系中北向的夾角四個步驟，得出方位角 計算值與實測值間的偏差控制在角砂量級，優于現有技術。該方法能夠應用于諸如運載火 箭、導彈初始方位瞄準或校準等領域。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明的一種遠程運載器傾斜瞄準方法的流程圖；
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本發明的一種遠程運載器傾斜瞄準方法作詳細描述：
[0032] 如圖1所示，一種遠程運載器傾斜瞄準方法，包括如下步驟：
[0033] 第一步；建立坐標系；
[0034] 建立大地坐標系、瞄準儀坐標系和安裝瞄準棱鏡載體的坐標系，其中0ENZ表示 東-北-天地理坐標系，OsXsysZs為瞄準儀坐標系，化ΧβΥβΖβ為瞄準棱鏡載體坐標系。
[0035] 在本實施例中，被測瞄準棱鏡固連在慣導裝置的前端面上，瞄準棱鏡的法線與慣 導裝置的Υ軸平行。采用瞄準儀準直測量瞄準棱鏡，得出被測的瞄準棱鏡的俯仰角和方位 角。大地坐標系即東-北-天地理坐標系，安裝瞄準棱鏡載體的坐標系即慣導裝置本體坐 標系，其中0ΕΝΖ表示東-北-天地理坐標系，0 為瞄準儀坐標系，化XeyeZe為瞄準棱鏡 載體坐標系，為瞄準棱鏡載體坐標系的運載器縱軸，i瞄準棱鏡載體坐標系的運載器橫 軸。
[0036] 第二步：建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型；
[0037] 公φ P為慣導本體萬軸相對大地坐標系y軸傾角，Ψ。為載體?軸相對于大地坐 標系Z軸的傾角，^為瞄準棱鏡的棱脊向量，α、目分別為慣導本體坐標系下瞄準棱鏡的 棱脊向量與慣導本體坐標系Υ0Ζ面在水平方向和垂直方向上的安裝誤差角。
[0038] 第Η步；建立傾斜瞄準數學模型；
[0039] 通過瞄準儀準直瞄準棱鏡的棱脊的法線，確定此法線相對于東北天地理坐標系中 北向的夾角。該夾角的方向挑頤時針方向為正。?.兩；為瞄準儀對棱鏡準直時的光軸向量， Α。為瞄準儀平盤角，Θ為瞄準儀豎盤角。
[0040] 第四步：計算傾斜瞄準慣導平臺Υ軸與東北天坐標系中北向的夾角；
[0041] 令第一步中瞄準儀坐標系中單位向量
[005。
.； a、b、c、d、e、f、g、h、i 均為中間變量，聯立 (1)-(7)可W解算出另，即為方位角
[0052] 表1所示為采用本發明的方法進行試驗得到的數據。
[0053] 表1試驗數據一覽表
[0054]
[0056] 從表1可W看出，方位計算誤差與實際測試誤差控制在10"級。
[0057] 本發明采用建立坐標系、建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型、建立傾斜瞄準數 學模型和計算傾斜瞄準慣導平臺Y軸與東北天坐標系中北向的夾角四個步驟，得出方位角 計算值與實測值間的偏差控制在角砂量級，優于現有技術。該方法能夠應用于諸如運載火 箭、導彈初始方位瞄準或校準等領域。
【主權項】
1. 一種遠程運載器傾斜瞄準方法，包括如下步驟： 第一步：建立坐標系； 第二步：建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型； 第三步：建立傾斜瞄準數學模型； 第四步：計算傾斜瞄準慣導平臺Y軸與東北天坐標系中北向的夾角。2. 根據權利要求1所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的建立坐 標系步驟，建立大地坐標系、瞄準儀坐標系和安裝瞄準棱鏡載體的坐標系，其中OENZ表示 東-北-天地理坐標系， 〇sxsyszs為瞄準儀坐標系，0Bx ByBzB為瞄準棱鏡載體坐標系。3. 根據權利要求1所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的建立坐 標系步驟，被測瞄準棱鏡固連在慣導裝置的前端面上，瞄準棱鏡的法線與慣導裝置的Y軸 平行；采用瞄準儀準直測量瞄準棱鏡，得出被測的瞄準棱鏡的俯仰角和方位角；大地坐標 系即東-北-天地理坐標系，安裝瞄準棱鏡載體的坐標系即慣導裝置本體坐標系，其中OENZ 表示東-北-天地理坐標系，〇sxsyszs為瞄準儀坐標系，0 BxByBzB為瞄準棱鏡載體坐標系，;ζ 為貓準棱鏡載體坐標系的運載器縱軸，&貓準棱鏡載體坐標系的運載器橫軸。4. 根據權利要求1所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的建立瞄 準棱鏡安裝載體傾斜數學模型步驟，d φ s為慣導本體i軸相對大地坐標系y軸傾角，Ψ。 為載體％軸相對于大地坐標系Z軸的傾角，為貓準棱鏡的棱脊向量，α、β分別為慣導 本體坐標系下瞄準棱鏡的棱脊向量與慣導本體坐標系ΥΟΖ面在水平方向和垂直方向上的 安裝誤差角。5. 根據權利要求1所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的建立傾 斜瞄準數學模型步驟，通過瞄準儀準直瞄準棱鏡的棱脊的法線，確定此法線相對于東北天 地理坐標系中北向的夾角；?為瞄準儀對棱鏡準直時的光軸向量，Α。為瞄準儀平盤角， Θ為瞄準儀堅盤角。6. 根據權利要求5所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的建立傾 斜瞄準數學模型步驟，所述的夾角的方向以順時針方向為正。7. 根據權利要求1所述的一種遠程運載器傾斜瞄準方法，其特征在于：所述的計算傾 斜瞄準慣導平臺Υ軸與東北天坐標系中北向的夾角步驟，計算以下公式得到Ε :V ·，
【專利摘要】本發明屬于遠程運載器射前初始方位角的瞄準、校準領域技術領域，具體涉及一種遠程運載器傾斜瞄準方法，目的是解決運載器中慣導裝置本體傾角較大時，現有方位傳遞方法造成的瞄準結果誤差較大的問題。該方法包括建立坐標系、建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型、建立傾斜瞄準數學模型和計算傾斜瞄準慣導平臺Y軸與東北天坐標系中北向的夾角四個步驟。本發明采用建立坐標系、建立瞄準棱鏡安裝載體傾斜數學模型、建立傾斜瞄準數學模型和計算傾斜瞄準慣導平臺Y軸與東北天坐標系中北向的夾角四個步驟，得出方位角計算值與實測值間的偏差控制在角秒量級，優于現有技術。該方法能夠應用于諸如運載火箭、導彈初始方位瞄準或校準等領域。
【IPC分類】G01C1/00
【公開號】CN105627982
【申請號】CN201410617403
【發明人】周軍, 趙天承, 沙春哲, 王春喜, 王鍇磊, 郭振, 董利軍
【申請人】北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月5日