基于地磁探测的弹丸滚转角辨识系统关键技术研究的任务书.docx

基于地磁探测的弹丸滚转角辨识系统关键技术研究的任务书
任务书
研究方向
基于地磁探测的弹丸滚转角辨识系统关键技术研究
研究背景
弹丸滚转是火炮、导弹、火箭等弹体在飞行过程中不可避免的一种姿态运动，对于正确评价弹丸姿态控制性能、改进姿态控制方法以及研究弹丸稳定性和制导精度等问题具有重要意义。对于导弹或者飞船等尤其重要，因为它们会进行长时间持续的飞行，而滚转姿态的不稳定性会对其性能造成严重影响。
地球磁场是一个具有空间分布规则的物理场，通过地磁传感器能够获取到硬体在三维空间地心或土壤参考系坐标系下的磁场强度分布，在很多应用场景中，例如导弹制导和弹头分离着陆车辆，地磁信号在弹体滚转角度的确定上具有较高的精度和较好的适用性，并且不受外部环境的干扰。特别地，弹体滚转的旋转角度范围一般较小，且大多数建筑物、通信设备和电气设备等对地磁场的扰动较小，地磁探测器作为姿态测量的一种惯性传感器，是测量弹丸滚转角度的佳选。因此，如何利用地磁传感器提高火炮、导弹、火箭等弹体滚转角度精度已成为当今研究的热点。
研究目标
本课题研究主要围绕基于地磁探测的弹丸滚转角辨识系统关键技术，旨在发展一种新型的高精度、高鲁棒性、易实现的弹丸滚转角度辨识方法。具体来说，研究目标如下：
1.研究弹丸滚转角度辨识算法。在地磁探测器的数据基础上，借助滤波技术和数学模型推导，提高滚转角度辨识的精确度和鲁棒性。
2.设计并实现弹丸滚转角度辨识系统。根据滚转角度辨识算法的研究成果，设计并实现一套弹丸滚转角度辨识系统。
3.验证算法及系统的性能。在实际的测试中，通过对比辨识算法对称性、精度和鲁棒性等指标值，验证算法和系统的性能和可行性。
研究内容
为了达到我们设定的目标，本项目的研究内容主要分为以下几个方面：
1.弹丸滚转姿态模型建立。应用弹道学、运动学和动力学原理，建立基于地磁探测器的弹丸滚转模型，根据系统模型，设计准确的观测矩阵和状态转移矩阵。
2.弹丸滚转运动角度辨识算法研究。基于运动学原理，结合数据滤波、数据角度处理技术，提出一种新型的基于地磁探测的弹丸滚转运动角度辨识算法。
3.弹丸滚转角度辨识系统的设计与实现。根据滚转角度辨识算法的研究成果，设计并实现一套弹丸滚转角度辨识系统。
4.弹丸滚转角度辨识算法和系统性能优化。在辨识算法和系统建成后，通过实验和数据分析，对算法和系统进行性能优化，提高其精度和鲁棒性。
5.系统仿真和实验验证。利用计算机和仿真平台，对所设计的弹丸滚转角度辨识系统进行仿真和数据分析，验证其实验效果和工作可行性。
研究意义
本项目的研究结果对于提高火箭、导弹、火炮等弹体的滚转角度测量精度和制导性能，以及改进弹丸姿态控制方法和评价弹丸姿态控制性能，具有重要的理论和实际意义。同时，本项目研究成果对于原地上坡车辆和航空器的姿态测量、制导和控制等领域的发展，也将具有积极的推动作用。