机载武器传递对准中杆臂效应的建模与仿真

传递对准是提高惯性导航系统初始对准速度与精度的有效方法，而杆臂效应是影响传递对准精度的重要

机载武器传递对准是指弹载子惯导以机载主惯导输出的姿态、速度、位置等信息作为弹载子惯导初始对准的基准所进行的初始对准。但是在实际传递对准中，由于杆臂效应、挠曲变形以及颤振等因素的影响导致机载主惯导提供给弹载子惯导的信息需要进行一系列处理之后才能作为弹载子惯导的初始信息。

杆臂效应常见于惯导和其他导航系统的组合中，机载武器是由于悬挂于机翼上的导弹偏离载机质心具有一定距离，引起弹载子惯导系统加速度计与机载主惯导加速度计的测量存在一定的偏差，导致弹载子惯导系统的速度及位置导航参数存在误差。对于由于杆臂效应引起的一系列误差，可以通过传递机载主惯导系统输出信息使弹载子惯导装订到标称值里实现，从而减小杆臂效应对准精度的影响[1] [2]。

本文通过分析杆臂效应的形成原因， 建立杆臂效应速度和加速度数学模型， 提出杆臂效应补偿算法， 并以速度 + 姿态匹配传递对准方法为例， 采用计算补偿方法对杆臂速度项进行补偿， 减弱杆臂效应对传递对准精度的影响，以提高机载武器传递对准精度。

2. 杆臂效应误差建模分析 机载主惯导在安装时要求安装位置与载机的重心重合， 而弹载子惯导系统一般是安装在机翼或机尾， 这样弹载子惯导和机载主惯导之间就存在一定的安装距离。当载机相对惯性空间产生角运动时，机载主惯导和弹载子惯导的加速度计会敏感到不同的比力而解算出不同的地速，这种现象称为传递对准中的杆臂效应。其中，机载主惯导和弹载子惯导输出的比力差异，称为杆臂加速度；机载主惯导和弹载子惯导解算出的地速的差异，称为杆臂速度。工程应用中，杆臂效应的补偿常采用力学方法，力学补偿方法要求杆臂长度准确已知，但是在大多数情况下杆臂长度是无法准确获得的[3] [4] [5] [6]。

2.1. 杆臂速度 将机载主惯导与弹载子惯导假设为两个不重合的质点，形象地认为两个质点之间存在的距离即为杆臂。假设机载主惯导相对地心的位置向量为mR ，弹载子惯导相对地心的位置向量为sR ，机载主惯导与弹载子惯导之间的相对位移向量为r，三者的位置关系如图1 所示。

由图1可知： smRRr=+ (1) 根据哥氏定理将(1)式两边对地球坐标系e同时求导，再向n系投影：