发射平台导航误差对反舰导弹捷联惯导系统影响分析

李 曦（91550部队91分队，辽宁大连，116023）



发射平台导航误差对反舰导弹捷联惯导系统影响分析

李 曦
（91550部队91分队，辽宁大连，116023）

摘要：建立动基座条件下反舰导弹捷联惯导系统误差传播方程，分析发射平台导航参数误差对导弹惯导定位误差的影响，得出了相关的结论。研究结果可以为武器试验鉴定工作提供支撑。

关键词：发射平台；反舰导弹；捷联惯导系统

0 引言

随着计算机技术和惯性器件的发展，捷联惯导系统（SINS）在战术武器系统中占有越来越重要的地位，是实现武器精确制导的基础，被广泛应用于反舰导弹制导控制系统。

由于在SINS中，惯性器件直接与载体固联，工作环境恶劣，误差影响因素及传递特性具有其特殊性，文献［1］和［2］就此进行了分析和研究，但是均未涉及发射平台导航参数误差对导弹SINS的影响。

受战场环境影响，在没有预设发射阵地时，舰艇、潜艇或者陆基发射平台的导航设备输出参数均存在误差。随着反舰导弹武器系统向着大射程、高精度方向的发展，这些误差对导弹SINS的影响越来越不可以忽略。本文将就此做进一步分析和研究。

1 SINS误差模型

SINS的误差传递特性由其误差模型来描述。从实际使用情况出发，假设加表刻度系数误差和陀螺刻度系数误差在标校时已完全补偿。以掠海飞行反舰导弹为例，不考虑天向通道，系统状态方程可以化为：

2 发射平台导航参数误差对SINS初始状态的影响

发射平台导航参数误差包括发射平台姿态角误差、发射平台速度误差和发射平台位置误差。以下就其对导弹SINS初始状态影响分别进行分析。

2.1 发射平台姿态角误差的影响

反舰导弹SINS初始对准一般采用自对准方式，引入外速度阻尼，通过阻尼回路使SINS数学平台工作在水平附近，并运用状态估计理论，采用卡尔曼滤波对调平误差角进行估计。由惯导系统初始对准原理，发射平台姿态角误差不影响武器SINS初始对准结果，调平误差角只与陀螺漂移和加表零偏有关：方向最小失准角

2.2 发射平台速度误差的影响

导弹SINS初始对准结束之后，一般需要经过一段时间的修正才能发射。根据系统修正模型，发射平台速度误差对武器初始对准结果有一定影响。以SINS北向失准角为例，有：

由于修正周期较短（一般不超过10min）且在每个修正周期结束后对失准角进行重新估计，所以发射平台速度误差对SINS失准角的影响可以归纳到初始对准算法中一并考虑。实际上由于发射平台一般处于静止状态或者有多普勒计程仪辅助进行测速，此项误差一般较小，在此忽略不计。

由初始对准方式知SINS初始速度由发射平台直接装订。假设发射平台初始速度误差为东向、北向各1m/s，则：

2.3 发射平台位置误差的影响

SINS初始位置同样由发射平台直接装订。由位置误差引起的附加陀螺漂移为：天向陀螺漂移

以北纬30º，发射平台位置误差北向、东向各5Km计算，则：

由（8）、（9）得由发射平台位置误差引起的系统附加陀螺漂移分别为：

3 SINS仿真误差分析

将式（2）作拉氏变换有：

故初始值的误差传递方程为：

将式（12）作拉氏反变换可得误差的解析解。在这里用计算机仿真来完成。

表1 典型飞行轨迹

在完成初始对准情况下，受舒拉周期调谐影响，发射平台速度误差在SINS误差传递中无明显发散；影响反舰导弹SINS误差的主要因素是发射平台北向位置误差，该影响在高精度SINS中表现尤其明显。

4 结束语

本文详细研究了发射平台导航参数误差对反舰导弹SINS的影响因素和传递特性。通过使用不同性能的惯性器件和采用不同的飞行轨迹，得出了相关的结论。通过研究，在进行高精度SINS反舰导弹武器系统试验鉴定工作时，必须综合考虑发射平台导航参数误差和导弹SINS惯性器件性能，以便对导弹武器系统技战术性能做出客观评定。

参考文献

［1］王新龙等.捷联惯导系统在运动基座上的建模及误差传播特性研究［J］.宇航学报， 2006.11

［2］陈静等.战术导弹捷联惯导系统误差分析［J］.弹箭与制导学报，2006.4

［3］秦永元. 惯性导航［M］.北京：科学出版社，2006

［4］崔鹏程，邱宏波.舰载导弹用捷联惯导系统校准技术研究［J］.中国惯性技术学报，2007，2（1）

Analysis of the influence of launching platform navigation error on the strapdown inertial navigation system of anti ship missile

Li Xi
（91 troops， 91550 division， Dalian， Liaoning， 116023）

Abstract：Based on the error propagation equation of the strapdown inertial navigation system of the anti ship missile under the condition of moving base，the influence of the navigation parameters of the launching platform on the positioning error of missile inertial navigation system is analyzed， and the related conclusion is drawn.The results of the study can provide support for the weapon test and appraisal work.

Keywords：launch platform；anti ship missile；strapdown inertial navigation system

作者简介

李曦，男（1982-），四川汉源人，工学硕士，助理工程师，主要从事无人飞行器导航、制导与控制的研究。