基于GPS載波相位差的炮彈滾轉(zhuǎn)角測(cè)量方法

王 濤，王海川，梁 燊

(江蘇自動(dòng)化研究所，江蘇 連云港 222061)

20世紀(jì)90年代以后，隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)以及微電子技術(shù)的進(jìn)步，以美國(guó)為首的西方國(guó)家開(kāi)始加大制導(dǎo)及修正彈藥的研制力度。基于GPS的彈載制導(dǎo)控制系統(tǒng)不受天氣及射程的影響，能保證較高的命中精度，符合現(xiàn)代非對(duì)稱作戰(zhàn)中發(fā)射后不管、防區(qū)外作戰(zhàn)、附帶損傷低等特點(diǎn)，且成本越來(lái)越低。目前各國(guó)已將GPS制導(dǎo)技術(shù)大量應(yīng)用到制導(dǎo)修正彈藥中［1］。

在實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)修正彈藥的遠(yuǎn)程飛行精確控制技術(shù)中，彈上的氣動(dòng)布局、彈道參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量、控制方案與控制策略等，均是一些重要的問(wèn)題，其中，滾轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量是實(shí)施制導(dǎo)或修正控制的基礎(chǔ)，也是制導(dǎo)彈藥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確飛行的關(guān)鍵，因此制導(dǎo)修正炮彈滾轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)測(cè)量成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。從目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀看，對(duì)于炮彈等飛行體的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測(cè)量主要采用慣導(dǎo)系統(tǒng)、地磁場(chǎng)傳感器、GPS等［2-5］方法。為適應(yīng)炮彈的發(fā)射環(huán)境及其自身特點(diǎn)，如高發(fā)射過(guò)載、高初速、高速旋轉(zhuǎn)、小體積等，對(duì)這些滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測(cè)量方法在炮彈上的可用性分析可知:由于目前彈載陀螺的測(cè)量滾轉(zhuǎn)速率的最大工作范圍一般不大于50轉(zhuǎn)/s，在彈體超過(guò)50轉(zhuǎn)/s高速旋轉(zhuǎn)的情況下，依靠慣導(dǎo)系統(tǒng)難以進(jìn)行滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測(cè)量;地磁傳感器容易受到地球磁場(chǎng)分布的影響，且在彈上狹小空間內(nèi)，容易受到天線和舵機(jī)的電磁脈沖干擾。本文研究基于GPS載波相位差測(cè)量炮彈滾轉(zhuǎn)角的方法，可為高速旋轉(zhuǎn)炮彈滾轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)測(cè)量提供一種技術(shù)途徑。……