基于卫星导航的中远程导弹脱靶量测量系统设计与实现

作     者：刘毅科 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭承军

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：差分定位 卫星导航 远程导弹 脱靶量测量 

摘      要：脱靶量是衡量攻击性武器性能的重要指标，尤其是导弹、炮弹等高速飞行目标，脱靶量的测量也就成为靶场实验的一项重要的工作内容。关于脱靶量测量的研究，国内比国外较晚，但是国内外在测量方法上的技术起点都是相似的，都使用的是传统脱靶量测量手段。而近些年，随着GPS系统的完善与GPS测量技术的成熟，GPS测量技术为脱靶量测量提供了一个可行的改进方案，而且GPS测量技术有着与传统测量手段一样的测量精度，甚至更高，比传统的测量方法更加便捷、可靠。对于构建基于GPS测量技术的导弹脱靶量测量系统，本文的工作思路如下：\n 1.解决采用何种GPS测量技术的问题。根据对GPS基本测量原理的分析，选择采用载波相位差分定位的方法，再对比RTK技术的几种实现方式（VRS、MAC、FKP），结合脱靶量测量的实际过程，选择了多基准站联合的事后差分数据处理。\n 2.设计整个脱靶量测量系统整体方案。首先分析系统的工作原理、设计目标、组成部分和所需关键技术，给出本文中的设计前提。再分解分析系统的每个部分：1）基准站网络的构建；2）靶机和弹载GPS接收机的特点与性能要求；3）基准站网络的数据传输和飞行目标无线数据下传；4）数据处理中心的建设和拟采用的数据处理方法。\n 3.分析系统中存在的误差。阐述系统的误差分类，重点论述GPS定位算法中的误差，包括电离层误差和对流层误差以及它们的计算方法。分析接收机性能对于解算的影响。\n 4给出数据处理中具体要采用的方法。包括数据的预处理、多基准站联合平差解算和矢量脱靶量求解。数据预处理中包含数据解码、卫星精密轨道计算方法、周跳检测与修复方法、站间基线模糊度的求解方法；多基准站联合平差解算包括了对目标空域大气误差的内插计算和多基线联合平差方法与精度分析。\n 5.部分数据的处理实验和脱靶量测量试验方案设计。由于条件所限，本文所能取得的数据只有CORS观测数据，用此数据实现了RINEX数据解码、精密卫星轨道计算、周跳检测与修复、载波相位平滑伪距处理、载波相位双差整周模糊度的固定解、基线大气误差的求解等一系列解算。根据论文的分析，设计了使用GPS开展脱靶量测量的试验方案，同时使用软件平台模拟导弹高速飞行并进行了多基准站联合平差定位解算。