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专利号: 2012105730656
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于高速旋转弹体炮口初始姿态的测量方法,其特征在于:包括如下步骤:n n n

(Ⅰ)建立火炮发射坐标系O-XYZ 为参考坐标系,弹体在炮筒内的发射点设为参考坐n n b b b标系的原点,炮筒置于参考坐标系的XOY 平面内;建立弹体坐标系O-XYZ,其中弹心设为b弹体坐标系的原点,OX 轴沿弹体轴线方向;则弹体从发射到炮口整个过程中,弹体的偏航角 为零、俯仰角θ不变;

(Ⅱ)采用两个非正交布阵单轴MEMS陀螺仪Gy、Gv、三轴MEMS加速度计A和相应的电子线路组成弹体姿态测量系统,安装方式如下:三轴MEMS加速度计A安装在弹体上、且其b b b b敏感方向分别对应弹体坐标系的X、Y 和Z 各坐标轴;陀螺仪Gy安装在弹体坐标系的OYb b b轴、且其敏感方向与OY 轴一致,陀螺仪Gv安装在弹体坐标系的OV 轴、且其敏感方向与OVb b b b轴一致,所述OV 轴在XOY 平面内、且其与OX 轴的夹角为α角,所述α角大小由陀螺仪Gy、Gv的量程及设定的弹体轴向角速度的量程具体确定;

(Ⅲ)弹体在发射前,由三轴加速度计A的输出值完成弹体的初始俯仰角θ0和初始横滚角γ0计算,计算公式如下:式(1)中:Ax、Ay和Az为三轴MEMS加速度计A的各轴输出值;

(Ⅳ)利用非正交捷联安装的两个陀螺仪Gy、Gv输出值完成弹体从发射到出炮口前的b轴向角速度计算:设弹体轴向角速度为ωx,弹体径向角速度ωy由陀螺仪Gy测出,OV 轴在b b b bXOY 平面内与OX 轴的夹角为α角已知,弹体OV 轴向的角速度ωv由陀螺仪Gv测出,由矢量三角函数关系可以推导出角速度ωx、ωy、ωv之间的关系式(2)如下所示:即解算出弹体出炮前的轴向角速度ωx;

(Ⅴ)解算弹体在炮口时的横滚角γ:横滚角γ的计算公式(3)如下:式(3)中:积分上限t为测量出的弹体从发射到炮口所经历的时间;

(Ⅵ)弹体到达炮口时的初始姿态解算完成,即偏航角 为零、俯仰角θ=θ0,横滚角γ由式(3)算出。

2.根据权利要求1所述的适用于高速旋转弹体炮口初始姿态的测量方法,其特征在于:所述陀螺仪Gy、Gv的安装点到弹体坐标系原点的距离相等。