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  • 捷联制导相关

    前言

    捷联:“捷联(Strapdown,Strap:系,捆绑)”这一术语的英文原义就是“捆绑”的意思。将惯性敏感元件(陀螺和加速度计)直接“捆绑”在运载体的机体上,从而完成制导和导航。

    惯性导航系统的一种。

    基本组成:陀螺仪、加速度计。

    陀螺仪用来测量运载平台的各种倾角,比如俯仰角、横滚角,也就是所谓的“姿态”。

    加速度计用来测量平台的线性加速度(几个方向上)。

    惯导系统的输出量就是倾角和加速度值。

    利用加速度计或者陀螺仪得出加速度和角速度,积分得到速度,位置和角度,由于积分误差随时间增加,一般都结合GPS进行修正,就是一般的惯导系统。

    1988年《航天控制》第二期 : 捷联惯导系统及其在战术导弹上的应用  祁素英


    1、捷联制导

      捷联式惯性制导,利用直接安装在弹体上的惯性测量装置进行的制导。采用这种制导方式,加速度表组合与惯性参考系间的角度将随弹体姿态变化而变化,因而须采用陀螺仪作为角位移或角速度传感器,测出或算出加速度表组合相对惯性参考系的角度,再用计算机将加速度表组合的测量值转换到惯性参考系,才能获得所需要的运动。有设备少,成本降低,可靠性高和采用冗余技术容易等优点。

      随着动力调谐陀螺研制的不断改进和新型激光陀螺的突起,捷联技术的研究有了很大的进展,引起世界各国极大的重视,并加以广泛应用。
      捷联惯导系统,其敏感元件是直接装在飞行器上,因此捷联式仪表比起装在稳定平台上的仪表所遇到的动态环境恶劣得多。但通过对仪表和系统误差的补偿和修正,是可以将捷联系统精度提高到平台系统的水平。并且由于捷联系统具有结构紧凑、重量轻、维护方便、可靠性高、成本低等特点,很适用于战术武器的制导与控制。

    ①平台式惯性制导系统:测量装置装在惯性平台的台体上,平台则装在陀螺仪运动物体上。按所建立坐标系的不同,它又分为空间稳定平台式惯性制导系统和本地水平平台式惯性制导系统。前者的台体相对于惯性空间是稳定的,用以建立惯性坐标系。它受地球自转和重力加速度的影响,需要补偿,多用于运载火箭和航天器;后者台体上的加速度计输入轴所构成的基准平面能始终跟踪运动物体所在的水面,因此加速度计不受重力加速度的影响。这种系统多用于沿地球表面作接近等速运动的运动物体,如飞机、巡航导弹等。惯性平台能隔离运动物体角运动对测量装置的影响,因此测量装置的工作条件较好,并能直接测到所需要的运动参数,计算量小,容易补偿和修正仪表的输出,但重量和尺寸较大。

    ②捷联式惯性制导系统:陀螺仪和加速度计直接装在运动物体上。这种系统又分为位置捷联和速率捷联两种类型。位置捷联惯性制导系统采用自由陀螺仪,输出角位移信号;速率捷联惯性制导系统采用速率陀螺仪作为敏感元件,输出瞬时平均角速度向量信号。由于敏感元件直接装在运动物体上,振动较大,工作的环境条件较差并受其角运动的影响,必须通过计算机计算才能获得所需要的运动参数。这种系统对计算机的容量和运算速度要求较高,但整个系统的重量和尺寸较小。

    捷联惯导系统(SINS)是在平台式惯导系统之上发展来的,它是一种无框架系统,是由三个速率陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成。捷联惯导系统的陀螺和加速度计直接固连在载体上作为测量标准,它跟平台式惯导系统区别就在于不再由机电平台,而是在计算机内建立一个数学平台,其飞行器姿态数据通过计算机得到。

    (1)捷联式惯性导航系统在工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到破坏,是一种无框架自主式导航系统。

    (2)省去了机械平台、陀螺仪和加速度计直接安装在飞行器上,使系统体积小、重量轻、成本低、维护起来也比较方便。但陀螺仪和加速度计直接承受飞行器的振动、冲击和角运动,因而会产生附加的动态误差。这对陀螺仪和加速度计就有更高的要求。

    (3)仪器测出信号后,要通过计算机的计算,才能得出所需要的导航参数。这种系统需要进行坐标变换,而且必须进行实时计算,因而要求计算机具有很高的运算速度和较大的容量。

    针对惯性导航系统成本较高、精度低、无法广泛使用的缺点,Yach正在设计一种新型的自主式惯性导航系统,采用DSP作为导航解算和控制的核心处理器。导航解算算法利用四元数理论进行编写,进而确定载体的速度、位置和姿态。使捷联式惯导的成本降低、精度更加准确。

    捷联式惯性导航的原理和其他惯性导航的原理是相似的,能直接模拟导航坐标系,导航计算比较简单。此外,捷联式惯导系统能精确的提供载体的姿态、地速、经纬度等参数,它独特的优点也和平台式惯导系统形成对比。

    【转载自】

    捷联式惯性制导与平台式惯性制导系统有什么区别_百度知道 https://zhidao.baidu.com/question/1834423565934192300.html

    捷联式惯性导航系统是什么?_百度知道 https://zhidao.baidu.com/question/2142246224498311228.html?qbl=relate_question_1&word=%BD%DD%C1%AA%D6%C6%B5%BC

    激光陀螺捷联惯导系统的工作原理是什么啊/_百度知道 https://zhidao.baidu.com/question/79809954.html?qbl=relate_question_7&word=%BD%DD%C1%AA%D6%C6%B5%BC

    惯性导航的原理是什么?_百度知道 https://zhidao.baidu.com/question/406650101.html?qbl=relate_question_3&word=%BD%DD%C1%AA%D6%C6%B5%BC


    制导技术

    任何一种精确制导武器都需要通过某种制导技术手段随时测定它与目标之间的相比位置和相对运动,根据偏差的大小和运动的状态形成控制信号,控制制导武器的运动轨道,使之最终命中目标。随着高新技术的发展,精确制导武器系统的制导技术有多种类型。按照不同控制导引方式可概括为自主式、寻的式、遥控式和复合式等四种制导。

    制导技术还可根据所用物理量的特性进行分类,如无线电制导、红外制导、激光制导、雷达制导、电视制导等。

    2.反坦克导弹

    反坦克导弹重量轻,易隐蔽。从70年代中期开始,各国对第三代反坦克导弹进行了反复的论证,以期得到效费比更高的反坦克武器,从目前情况看,第三代反坦克导弹的主要制导方式有激光、毫米波、红外成像和光纤制导等。总之,第三代反坦克导弹可以有效地对付90年代出现的各种新式装甲目标。

    各国都重视对坦克群的纵深攻击,由于在地面使用反坦克导弹发现和跟踪目标的距离有限,机动性差,因此直升机反坦克被看作是一种重要的手段,目前在直升机上装备的空地反坦克导弹几乎都是由地面反坦克导弹改装而成的,所以发展情况与地面反坦克导弹相似。

    最有代表性的反坦克导弹有美国的"海尔法"、"陶"式,德法合制的"米兰",独联体的AT6等。

    "海尔法"导弹采用半主动激光寻的制导,最大射程7.5公里,最大速度1.17马赫,这种导弹通常由飞机携带发射,也可地面发射。发射后,导弹飞越障碍,搜索目标、自动锁定,直至命中目标。既可单射,又可速射和齐射。控制发射方式有载机飞行员自主发射、其他飞机遥控发射、地面制导站发射等三种。

    【转载自】制导导弹_互动百科 http://www.baike.com/wiki/%E5%88%B6%E5%AF%BC%E5%AF%BC%E5%BC%B9

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