matlab基于地磁探测技术的旋转弹体姿态角测量方法研究(2)
4.3 零交叉算法仿真 30
4.3.1 偏航角不发生改变 30
4.3.2 偏航角有微小变化 31
4.4 偏航角获取 32
4.4.1 传感器布阵 32
4.4.2 仿真曲线 33
4.5 本章小结 34
5 半实物仿真实验 35
5.1 实验系统简介 35
5.2 转台试验结果分析 36
5.3 本章总结 39
6 总结与展望 40
6.1 论文总结 40
6.2 后续工作展望 40
致 谢 42
参考文献43
1 绪论
1.1 研究背景及意义
对于未来战争，世界各国都在进行军备竞赛，不断地研发新型军品，其中被优先发展的对象是能够高精度、高效率打击敌方目标的武器。一方面，为了保证研发的质量和研发工作的顺利进行，为了减少设计过程中的失误，必须提出一种合适的弹药实验验证方法和手段，以获得弹体在飞行中的实时姿态。另一方面，为了使弹药的射击精度得到提高，所以研究弹体飞行的规律势在必行，高精度测量出弹体的实时飞行姿态角成为各国制导研究的关键[1]。总之，获取飞行弹体姿态参数不仅对弹丸的设计、弹丸空气动力学的研究、精确制导而且对引信的设计都有着重要的意义，准确测试高转速弹体的飞行姿态数据不仅可以大大提高武器的性能，而且一定程度上推进了新型武器的研发。所以，研究弹体飞行姿态的测试理论和方法是有着非常重要的意义。
以地球磁场作为测量依据，结合相关算法获取弹体飞行姿态信息的方法，具有无源、无辐射、可全天候工作、低能耗等突出优点。在导航定位、地球物理武器、战场电磁信息对抗等领域展现出巨大的军事潜力，开展这一方面的研究具有非常大的军事意义[2]。
1.2 国内外研究概述
1.3 本文的研究内容
本文主要研究Thomas Harkins ,David Hepner提出的零交叉点法，建立该方法的数学模型，并通过matlab软件进行仿真，验证方法的可行性。在此测量方法的基础上进一步研究传感器噪声、标度因数误差、零位误差、安装误差对该测量方法的影响，最后通过半实物仿真实验进一步验证测量方法的可行性。论文的具体内容及结构安排如下：
第一章：绪论。首先综述了本篇文章的研究背景与意义，然后对当前弹体姿态测量方法的国内外现状进行论述，重点介绍了基于地磁场探测的两种方法。
第二章：介绍零交叉测量方法的测量原理，建立相对应的数学模型，并给出通过matlab软件仿真的仿真结果，初步验证该测姿方法的可行性。
第三章：在第二章的基础上，进一步仿真研究传感器噪声、零位误差、标度因素误差、安装误差等对该姿态角测量结果的影响。
第四章：在前面章节所介绍的理论基础之上，考虑实际情况下测量方法的使用，并通过数值仿真进行可行性验证。
第五章：介绍了半实物仿真实验。利用数据采集卡构建了基于磁通门传感器的实验系统，将实验系统放置在无磁转台上进行了半实物仿真研究，验证零交叉测量算法的性能。
第优尔章：总结与展望。对全文进行总结，分析本课题的优点与缺点，并提出今后研究的方向。
2 零交叉测量方法
2.1 引言
弹体的姿态角是弹体相对观察者（参照物）的几何关系，姿态确定系统的目的就是提供弹体相对于惯性基准或其它参考基准的指向或方位。本章首先介绍了Thomas Harkins ,David Hepner提出的零交叉姿态测量方法的工作原理，推导了地磁场在各坐标轴上的分量，并建立了该方法的通用数学模型。