基于卡尔曼滤波的侵彻弹姿态测试

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随着卫星、导弹、航天、航空技术的飞速发展,世界各国对导航技术的研究也越来越重视,对导航系统的要求也越来越高。其中,姿态角解算算法设计在整个惯性导航系统中起到最关键性的作用,准确获取并解算出弹箭的姿态信息便成为导航技术的一项重要任务。由于微机械陀螺漂移会在短时间内引起较大的姿态误差,所以系统增加加速度传感器和磁强计进行信息融合,从而减小系统的误差。本文是将侵彻弹在侵彻前状态的实测信息及模拟信息进行采集分析,为侵彻的进一步研究,提供了一些有价值的参数。  本文在详细分析惯性导航系统的基本理论和姿态参数解算算法的基础上,主要进行了以下几方面的研究:  (1)根据加速度计、地磁、陀螺惯性存储测试系统的要求,设计了基于AVR单片机和CPLD的存储测试系统,实现对传感器组信号的采集、存储。  (2)针对惯性测量器件和磁强计输出信号存在误差的问题,建立了误差模型,通过使用卡尔曼滤波器以提高输出信号的精度。  (3)使用加速度计、磁强计、陀螺的存储测试系统分别进行了实弹及转台模拟实验,测量得到的信息利用卡尔曼滤波进行融合来估计存储测试系统的姿态。  结果表明:卡尔曼滤波算法可以抑制姿态测试系统的累积误差,从而达到了提高解算精度的目的。该方法是解算侵彻弹姿态参数较为合适的信息融合算法。
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