MATLAB基于地磁与GPS组合的弹丸滚转角测量仿真(2)
时间:2017-06-21 22:44 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
由于弹丸在发射过程中的高压，高温，高加速度等条件，惯性测量系统的应用的问题仍然十分困难解决。 GPS和地磁的测量在国内外已经有很多研究，但GPS和地磁的结合测量弹丸姿态角的理论研究还需要进一步的研究。 本课题的关注点是GPS和地磁结合的基础上，对弹丸姿态角进行测量。弹丸姿态角是弹丸飞行控制所需要的重要信息。对姿态角的测量是为更精确打击提供可能。 地磁场是地球的固有资源，为航空、航天、航海提供了天然的坐标系。随着空间技术的飞速发展，地磁学与测绘学、空间物理学的交叉与综合不断加强，地磁测量技术发生了根本的变化。地磁导航在导航定位、地球物理武器、战场电磁信息对抗等领域展现了巨大的军事潜力。 GPS是全球定位系统的英文缩写，它可以用来实现连续的实时三文导航。GPS的应用已经普及到我们生活的方方面面：车载GPS导航，手机GPS定位，地理GPS测绘。 本文在介绍GPS和地磁测量结合的基础上，对结合的误差进行分析，从而在测量机理上更加深刻的了解各个因素的影响，最后提出一些可以减少误差的方式。 本课题采用GPS与地磁的优点在于，能根据GPS调整地磁大小，从而减少因为地磁本身变化带来的误差。 1．2 国内外发展现状 2 GPS和地磁的介绍 本章对GPS和地磁进行介绍，并对两者导航原理进行一定的介绍。 2．1 GPS介绍 全球定位系统（Global Positioning System，通常简称GPS）主要有空间星座部分、地面监测部分和接受机组成。 GPS是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，轨道的离心率在0.002~0.01之间。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和文护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三文位置、三文运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星，组成卫星星座的24颗卫星被安排在6个轨道平面上，即每个平面上4颗。GPS卫星在近园的椭圆轨道上饶地球运行，地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中4颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。 该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务（sps, standard positioning service)和军规的精密定位服务（pss, precise positioning service)两类。民用讯号中加有误差，其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用信号所加的误差。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。[11] GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖（高达98%）；三文定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。[11] GPS 测量方法有伪距法（或码相位法）、多普勒法和载波相位法. 伪距法是用户通过比较接收到的卫星发射码信号和本机内部复制的测距码信号，并通过接收机的时间延迟器进行相移，以使复制的测距码信号与接收到的卫星码信号达到最大相关. 为此所产生的相移就是卫星发射码信号到达接收天线的传播时间，由此得到卫星距用户的伪距. 伪距法量测的精度（即相位分辨率）大约为一个码元的百分之一，因而对于测距码（码元长度293.052 m），量测精度约为3 m，对于P 码（码元长度为29. 3 m），量测精度约为0. 3 m。[12] (责任编辑：qin) |