【摘要】：精確打擊彈藥是武器裝備發(fā)展的重要方向,引信彈道修正技術(shù)是無控彈藥實現(xiàn)精確打擊的重要技術(shù)途徑。本文以引信二維彈道修正技術(shù)為研究背景,研究一種利用非全向天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號的導(dǎo)航定位及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測方法。重點開展了利用旋轉(zhuǎn)條件下非全向天線接收信號的幅度調(diào)制信息進行滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測和針對非全向天線旋轉(zhuǎn)過程中接收信號幅值起伏波動,存在旋轉(zhuǎn)多普勒及相位干擾條件下的信號跟蹤及導(dǎo)航定位方法研究。相關(guān)研究工作如下:(1)非全向天線旋轉(zhuǎn)條件下接收信號特性分析。由于非全向天線輻射增益方向圖的非對稱性,天線旋轉(zhuǎn)引起了接收信號載波幅值、頻率及相位的變化。在分析天線輻射性能的基礎(chǔ)上,分別對非全向天線旋轉(zhuǎn)對接收信號幅值、頻率、相位及載噪比的影響進行了深入分析,為解決非全向天線旋轉(zhuǎn)條件下導(dǎo)航跟蹤方法及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測方法研究提供理論依據(jù)。(2)非全向天線旋轉(zhuǎn)條件下GNSS導(dǎo)航跟蹤方法研究。針對常規(guī)標量接收機在非全向天線旋轉(zhuǎn)過程中信號易失鎖、定位困難等問題,提出了一種自適應(yīng)矢量延遲/頻率鎖定跟蹤的接收機基帶信號處理方法。分析研究了非全向天線旋轉(zhuǎn)對常規(guī)接收機基帶信號處理的影響,提出了此類特殊環(huán)境對導(dǎo)航跟蹤算法的基本性能要求。建立了自適應(yīng)矢量跟蹤狀態(tài)模型,對觀測方程線性化進行了推導(dǎo)。根據(jù)非全向天線旋轉(zhuǎn)條件下接收信號特性,建立了載噪比估計模型;分析了矢量跟蹤濾波機理和流程;給出了矢量跟蹤算法載波及偽碼NCO調(diào)整控制模型。通過實驗驗證了本文提出的自適應(yīng)矢量跟蹤算法的正確性及其在短時遮擋、微弱及動態(tài)條件下的信號檢測與性能優(yōu)勢。(3)基于衛(wèi)星信號的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測方法研究。利用非全向天線旋轉(zhuǎn)過程中接收信號幅值的周期性變化特性,提出了一種基于鎖相跟蹤原理的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測方法。建立了載體相對衛(wèi)星位置關(guān)系模型,給出了對地滾轉(zhuǎn)角坐標轉(zhuǎn)換模型。提出了一種具有滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測功能的導(dǎo)航接收機設(shè)計方案。對滾轉(zhuǎn)解調(diào)環(huán)直流偏置積分器參數(shù)進行了優(yōu)選;研究了預(yù)檢測積分時間對環(huán)路跟蹤性能的影響;對環(huán)路濾波器性能進行了分析和設(shè)計;對所提滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測方法進行了誤差分析。(4)以微帶二元陣天線為信號接收單元,對本文提出的具有滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測功能的導(dǎo)航跟蹤算法定位及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測性能進行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明,本文提出的具有滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測功能的導(dǎo)航跟蹤算法不僅能較好的避免非全向天線旋轉(zhuǎn)對接收信號跟蹤的不利影響,而且具有良好的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)檢測與微弱信號跟蹤性能。半實物仿真實驗表明,非全向天線旋轉(zhuǎn)條件下,位置檢測精度可達5m,檢測得到的滾轉(zhuǎn)相位均方誤差小于5°;轉(zhuǎn)臺實驗表明,即使在可用衛(wèi)星數(shù)為四顆情況下,自適應(yīng)矢量跟蹤算法定位誤差仍可控制在15m以內(nèi),并持續(xù)保持對輸入信號的鎖定跟蹤。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410

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本文編號：2711322