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专利名称：一种惯性测量装置火箭橇试验测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种惯性测量装置火箭橇试验测量方法，属于测试技术领域。
背景技术：
火箭橇是采用火箭发动机作为动力，沿着专门建造的轨道运行的一种可回收式的大型地面测试试验手段。使用火箭橇试验测试惯性制导系统弥补了实验室测试和实际飞行测试的空白。火箭橋试验具有广生大过载、闻速度、强振动和冲击等综合条件的能力，可以最逼真地模拟导弹真实飞行环境。火箭橇试验技术于20世纪50年代在美国产生，经过半个多世纪的发展，国外火箭橇试验技术日益成熟。早在20实际60年代中期，美国国防部就 曾以管理条例规定形式规定，凡被列入国防部采购名单的航空航天知道系统在飞行试验前必须进行火箭橇性能试验。随后前苏联、英国和法国相继建造了多个火箭橇试验基地。惯性测量装置火箭橇测量方法的根本目的是在惯性测量装置火箭橇试验完成后，不但可以系统的处理试验数据，而且还提供了一套完整的评价方案，可以对惯性测量装置进行评价，判断其工作是否正常，性能是否良好，可靠性和安全性能是否满足未来运载器的设计要求。同时融合了多路数据的数据特点，进行同步比较，以保证数据的完整性和真实性。国内惯性测量装置火箭橇功能试验以前的外测手段只有雷达测速，通过比较遥外测速度来评价惯性测量装置在飞行过程中的功能。随着外测技术的进步，涌现出了很多新的外测手段振动传感器、遮光板光电组件、位移传感器、无线电雷达测距技术以及激光测距技术逐渐得到应用，使得外测手段越来越充分，对于新型外测设备的数据处理方法的研究也越来越迫切。

发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种惯性测量装置火箭橇试验测量方法，通过冗余测量和数据对比的方式，提高了试验测量数据的有效性和置信度。本发明的技术解决方案一种惯性测量装置火箭橇试验测量方法，步骤如下(I)由振动传感器、遮光板光电组件、雷达测量系统和惯性测量装置组成火箭橇试验测量系统，其中惯性测量装置安装在火箭橇的橇体上，振动传感器安装在惯性测量装置的壳体上，遮光板光电组件的电子部件安装在火箭橇的橇体上，机械部分安装在轨道上，雷达测量系统设置在轨道终端；(2)试验时，惯性测量装置实时测量橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度，振动传感器实时测量橇体相对于惯性空间的加速度和振动量，遮光板光电组件实时测量橇体相对于轨道运动的时间和位置，雷达测量系统实时测量橇体相对于轨道的速度和时间，橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度、橇体相对于惯性空间的加速度和振动量、橇体相对于轨道运动的时间和位置以及橇体相对于轨道的速度和时间由设置在橇体上的数据采集记录系统进行实时记录；(3)试验结束后，由数据处理系统对橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度进行导航解算得到由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、速度和姿态角，由数据处理系统对橇体相对于惯性空间的加速度和振动量进行滤波处理得到由振动传感器测量的橇体低频加速度和高频振动量，由数据处理系统对橇体相对于轨道运动的时间和位置进行微分运算得到由遮光板光电组件测量的橇体位置和速度，由数据处理系统对橇体相对于轨道的速度进行积分运算得到由雷达测量系统测量的橇体位置、速度，数据处理系统对橇体相对于轨道的速度进行微分运算得到由雷达测量系统测量的橇体加速度；(4)将由振动传感器测量的橇体低频加速度与由雷达测量系统测量的橇体加速度进行定性比较，如果二者曲线趋势一致，则振动传感器工作正常，否则振动传感器工作异常；将由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、由遮光板光电组件测量 的橇体位置与由雷达测量系统测量的橇体位置进行定性比较，如果三者曲线趋势不一致，则惯性测量系统工作异常，如果三者曲线趋势一致，则对由捷联惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、由遮光板光电组件测量的橇体位置与由雷达测量系统测量的橇
体位置进行两两定量比较，利用精度计算公式CTs对惯性测量系统的位置
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精度σ s进行计算，其中，Si为\时刻由惯性测量系统测量的橇体相对于轨道的位置，Sc为\时刻由遮光板光电组件或由雷达测量系统测量的橇体位置，η为遮光板光电组件观测点的数量或雷达测量系统的观测点的数量；将由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的速度、由遮光板光电组件测量的橇体速度与由雷达测量系统测量的橇体速度进行定性比较，如果三者曲线趋势不一致，则惯性测量系统工作异常，如果三者曲线趋势一致，则对由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的速度、由遮光板光电组件测量的橇体速度与由雷达测量系统测量的橇体速
度两两进行定量比较，利用精度计算公式
权利要求
1.一种惯性測量装置火箭橇试验測量方法，其特征在于步骤如下 (1)由振动传感器、遮光板光电组件、雷达测量系统和惯性測量装置组成火箭橇试验测量系统，其中惯性测量装置安装在火箭橇的橇体上，振动传感器安装在惯性测量装置的壳体上，遮光板光电组件的电子部件安装在火箭橇的橇体上，机械部分安装在轨道上，雷达测量系统设置在轨道终端； (2)试验时，惯性測量装置实时测量橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度，振动传感器实时测量橇体相对于惯性空间的加速度和振动量，遮光板光电组件实时测量橇体相对于轨道运动的时间和位置，雷达测量系统实时测量橇体相对于轨道的速度和时间，橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度、橇体相对于惯性空间的加速度和振动量、橇体相对于轨道运动的时间和位置以及橇体相对于轨道的速度和时间由设置在橇体上的数据采集记录系统进行实时记录； (3)试验结束后，由数据处理系统对橇体相对于惯性空间的视加速度和角速度进行导 航解算得到由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、速度和姿态角，由数据处理系统对橇体相对于惯性空间的加速度和振动量进行滤波处理得到由振动传感器測量的橇体低频加速度和高频振动量，由数据处理系统对橇体相对于轨道运动的时间和位置进行微分运算得到由遮光板光电组件测量的橇体位置和速度，由数据处理系统对橇体相对于轨道的速度进行积分运算得到由雷达测量系统测量的橇体位置、速度，数据处理系统对橇体相对于轨道的速度进行微分运算得到由雷达测量系统测量的橇体加速度； (4)将由振动传感器测量的橇体低频加速度与由雷达测量系统测量的橇体加速度进行定性比较，如果二者曲线趋势一致，则振动传感器工作正常，否则振动传感器工作异常； 将由惯性測量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、由遮光板光电组件测量的橇体位置与由雷达测量系统测量的橇体位置进行定性比较，如果三者曲线趋势不一致，则惯性測量系统工作异常，如果三者曲线趋势一致，则对由捷联惯性測量系统测量的橇体相对于地理坐标系的位置、由遮光板光电组件测量的橇体位置与由雷达测量系统测量的橇体位置进行两两定量比较，利用精度计算公式の对惯性測量系统的位置精度 V n .=I \ sC JO s进行计算，其中，Si为ti时刻由惯性测量系统测量的橇体相对于轨道的位置，S。为ti时刻由遮光板光电组件或由雷达测量系统测量的橇体位置，n为遮光板光电组件观测点的数量或雷达测量系统的观测点的数量； 将由惯性測量系统测量的橇体相对于地理坐标系的速度、由遮光板光电组件测量的橇体速度与由雷达测量系统测量的橇体速度进行定性比较，如果三者曲线趋势不一致，则惯性測量系统工作异常，如果三者曲线趋势一致，则对由惯性测量系统测量的橇体相对于地理坐标系的速度、由遮光板光电组件测量的橇体速度与由雷达测量系统测量的橇体速度两两进行定量比较，利用精度计算公式び对惯性測量系统的速度精度％ \ n ,=1 \ vc )进行计算，其中，Vi为ti时刻由惯性测量系统测量的橇体相对于轨道的速度，Vc为ti时刻由遮光板光电组件或由雷达测量系统测量的橇体速度，n为遮光板光电组件观测点的数量或雷达测量系统的观测点的数量；(5)根据步骤(4)的定性和定量比较结果作为惯性測 量装置火箭橇试验的測量結果。
全文摘要
本发明公开了一种惯性测量装置火箭橇试验测量方法，采用振动传感器、遮光板光电组件和雷达测量系统等外测手段对惯性测量装置火箭撬试验进行测量，相比以前只采用单一外测相比提供了更多的外测手段，保证了试验测量数据的冗余度；通过采用合理的信息数据处理方法使不同测量系统的测量数据进行对比，提高了试验测量数据的有效性和置信度，为评价惯性测量装置在火箭橇试验条件下的功能和性能提供了依据。
文档编号G01C25/00GK102735267SQ201210219170
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者刘建波, 刘生炳, 夏刚, 张娜, 敏跃军, 杨子江, 段宇鹏, 踪华, 魏宗康 申请人:北京航天控制仪器研究所