基于动力学模型约束的多矢量空中对准算法

作者：李世奇; 陈熙源^*

来源：传感技术学报, 2023, 36(02): 225-231.

• 空中对准
• 动力学模型
• 扩展卡尔曼滤波
• 制导炮弹

制导炮弹的高动态飞行对精确导航与制导带来了极大挑战。针对传统的多矢量空中对准方法中投影到初始时刻导航坐标系矢量β(t)在高动态环境下易受GNSS信息失锁、噪声干扰的问题，提出了一种基于动力学模型约束的多矢量空中对准方法。通过引入质点弹道动力学模型来设计基于EKF的弹道运动估计算法，提升制导炮弹测速、定位的精度，并进而提升β(t)矢量构建的精度。在此基础上通过矢量定姿算法实现初始姿态矩阵的对准。仿真实验表明，基于EKF的弹道运动估计算法所获取的速度误差(RMSE)降低了50%，位置误差(RMSE)降低了80%。相比于直接采用GNSS信息构建β(t)矢量，所提出的矢量构建方案结合Request矢量定姿算法可以快速实现初始时刻姿态的对准，收敛后的失准角误差(RMSE)均小于1°，满足空中粗对准的需求。

• 单位
  东南大学