一种数据链辅助的弹体导航方法与流程

本发明涉及惯性导航，特别涉及一种数据链辅助的弹体导航方法。

背景技术：

1、导航系统作为一种定位导航设备，可以为弹体发射提供准确的姿态、速度和位置信息，以实现对目标的精准命中，导航系统是弹体发射过程中至关重要的一环。弹体飞行过程中，弹体周围空气流动紊乱且复杂，弹体动压传感器测量出的空速存在固定偏差，致使导体导航系统精度严重影响，基于数据链辅助的导航系统能够提供弹体相对发射点或者数据链观测点的目标方位角，可以在无gps情况下、空速测量误差大的情况下，提高弹体的导航位置精度。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提出一种数据链辅助的弹体导航方法，具体包括以下步骤：

2、基于数据链的辅助导航，获取弹体在发射坐标系下的位置；

3、根据弹体在发射坐标系下的位置计算弹体在发射坐标系下的坐标；

4、根据弹体在发射坐标系下的坐标以及弹体高度计算弹体飞行过程中的经度、纬度；

5、每隔固定周期，利用卡尔曼滤波器对经度、纬度、高度进行导航修正。

6、进一步的，在获取弹体在发射坐标系下的位置之前，将弹体飞行过程中的位置信息、速度信息、姿态信息从地心直角坐标系中转换到发射坐标系中，地心直角坐标系到发射坐标系的转换矩阵表示为：

7、

8、其中，为地心直角坐标系到发射坐标系的转换矩阵；为导航坐标系到发射坐标系的变换矩阵；为地心直角坐标系到导航坐标系的变换矩阵；α为发射方位角；(λ,l,h)为发射点的地心直角坐标系下位置信息。

9、进一步的，获取弹体在发射坐标系下的位置包括：

10、

11、

12、其中，为弹体在发射系下的坐标；rl为由数据链测得的弹体相对于地面测控站的距离；q为在发射坐标系中弹体相对原点地面测控站的仰角；pz为弹体飞行过程中在直角坐标系下的北向位置；px为为弹体飞行过程中在直角坐标系下的东向位置。

13、进一步的，根据导航系统测量得到弹体实时位置的经度、维度和高度(λ,l,h)计算弹体在发射坐标系下的位置，根据发射点的地理坐标为发射点的经度的经度、维度和高度(λ,l,h)计算弹体在发射坐标系下的位置，根据经度、维度和高度计算发射坐标系下坐标的过程包括：

14、

15、其中，(xe,ye,ze)为弹体实时位置的地心直角坐标；为弹体在发射系下的坐标；e为地球扁率；rn为子午圈曲率半径；表示发射坐标系到地心直角坐标系之间的转换矩阵。

16、进一步的，发射坐标系到地心直角坐标系之间的转换矩阵表示为：

17、

18、其中，α为发射方位角。

19、进一步的，计算弹体飞行过程中的经度、纬度包括：

20、

21、其中，(xe,ye,ze)为弹体实时位置的地心直角坐标；re为地球半长轴长度，rp为地球半短轴长度；h为弹体在飞行过程中的高度。

22、本发明采用数据链测距原理辅助导航系统，完成弹体在恶劣环境下测量影响下仍能保持高精度导航的任务，确保精准命中目标。

技术特征：

1.一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，在获取弹体在发射坐标系下的位置之前，将弹体飞行过程中的位置信息、速度信息、姿态信息从地心直角坐标系中转换到发射坐标系中，地心直角坐标系到发射坐标系的转换矩阵表示为：

3.根据权利要求1所述的一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，基于数据链的辅助导航，获取弹体在发射坐标系下的位置包括：

4.根据权利要求1所述的一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，根据导航系统测量得到弹体实时位置的经度、维度和高度(λ,l,h)计算弹体在发射坐标系下的位置，根据发射点的地理坐标为发射点的经度的经度、维度和高度(λ,l,h)计算弹体在发射坐标系下的位置，根据经度、维度和高度计算发射坐标系下坐标的过程包括：

5.根据权利要求4所述的一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，发射坐标系到地心直角坐标系之间的转换矩阵表示为：

6.根据权利要求4所述的一种数据链辅助的弹体导航方法，其特征在于，计算弹体飞行过程中的经度、纬度包括：

技术总结
本发明涉及惯性导航技术领域，特别涉及一种数据链辅助的弹体导航方法，包括基于数据链的辅助导航，获取弹体在发射坐标系下的位置；根据弹体在发射坐标系下的位置计算弹体在发射坐标系下的坐标；根据弹体在发射坐标系下的坐标以及弹体高度计算弹体飞行过程中的经度、纬度；每隔固定周期，利用卡尔曼滤波器对经度、纬度、高度进行导航修正；本发明采用数据链测距原理辅助导航系统，完成弹体在恶劣环境下测量影响下仍能保持高精度导航的任务，确保精准命中目标。

技术研发人员：刘程,张时雨,许常燕,段志强,廖恒,王旭东,徐胡超,黎昱杰
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13