一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)的冗余捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定技術(shù)，具體地，涉及一種雙冗余一體化安裝的運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)載火箭射前確定導(dǎo)航初值的初始對準(zhǔn)分為水平對準(zhǔn)和方位對準(zhǔn)，方位對準(zhǔn)一般采用光學(xué)瞄準(zhǔn)設(shè)備對安裝在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)上的直角棱鏡進(jìn)行光學(xué)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。面對運(yùn)載火箭的高可靠性要求，其關(guān)鍵敏感測量裝置慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般均采取冗余配置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的冗余配置方案有雙冗余、三冗余等。為便于冗余故障診斷和方位對準(zhǔn)信息傳遞，冗余配置的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般安裝于同一個一體化支架上。對冗余配置慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的方位對準(zhǔn)一般只對主慣導(dǎo)系統(tǒng)的直角棱鏡進(jìn)行光學(xué)瞄準(zhǔn)，其它慣導(dǎo)系統(tǒng)的方位對準(zhǔn)值通過一體化支架上的固定安裝幾何關(guān)系進(jìn)行傳遞。
[0003]現(xiàn)有的基于主從雙捷聯(lián)冗余運(yùn)載火箭發(fā)射前從捷聯(lián)慣組方位標(biāo)定，通常存在如下缺陷:
[0004]I)標(biāo)定操作復(fù)雜，對操作人員的要求高。
[0005]2)無法有效剔除儀器、人為操作等因素對標(biāo)定結(jié)果的影響。
[0006]3)需箭上瞄準(zhǔn)，箭上測試操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置及方法，它能有效解決基于主從雙捷聯(lián)冗余運(yùn)載火箭發(fā)射前從捷聯(lián)慣組方位對準(zhǔn)問題，標(biāo)定給出一體化安裝的主從兩套捷聯(lián)慣組的方位偏差。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置，包括:第一經(jīng)瑋儀、第二經(jīng)瑋儀、平板標(biāo)定臺和標(biāo)準(zhǔn)六面體，運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組包括兩套捷聯(lián)慣組，兩套捷聯(lián)慣組平行安裝于同一個一體化支架上形成捷聯(lián)慣組整體，并可移動地放置于水平的平板標(biāo)定臺上，所述標(biāo)準(zhǔn)六面體與兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡等高設(shè)置，并與捷聯(lián)慣組整體交替位于第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀的視野內(nèi)，所述第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀分別設(shè)置于平板標(biāo)定臺的兩側(cè)。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)捷聯(lián)慣組整體位于第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀的視野內(nèi)時，兩臺經(jīng)瑋儀能夠在水平方向上分別瞄準(zhǔn)兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡；當(dāng)捷聯(lián)慣組整體移出第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀的視野時，標(biāo)準(zhǔn)六面體位于第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀的視野內(nèi)，兩臺經(jīng)瑋儀分別瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩平行面。
[0011]優(yōu)選地，所述平板標(biāo)定臺采用O級精度以上的大理石平板；所述標(biāo)準(zhǔn)六面體的面平行精度優(yōu)于2"。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定方法，利用上述運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置，包括如下步驟:
[0013]步驟SI，平板標(biāo)定臺調(diào)平；
[0014]步驟S2，將運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組安裝于一體化支架上，形成捷聯(lián)慣組整體；
[0015]步驟S3，調(diào)整運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組的直角棱鏡高度和/或兩臺經(jīng)瑋儀鏡頭位置；
[0016]步驟S4，使捷聯(lián)慣組整體位于兩臺經(jīng)瑋儀的視野內(nèi)，兩臺經(jīng)瑋儀瞄準(zhǔn)運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組的直角棱鏡；以此時的狀態(tài)作為兩臺經(jīng)瑋儀的初始狀態(tài)，將兩臺經(jīng)瑋儀的讀數(shù)清零；
[0017]步驟S5，使捷聯(lián)慣組整體移出兩臺經(jīng)瑋儀的視野，同時，將標(biāo)準(zhǔn)六面體置于兩臺經(jīng)瑋儀的視野內(nèi)，兩臺經(jīng)瑋儀瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩平行面；記錄此時兩臺經(jīng)瑋儀的測量數(shù)據(jù)；
[0018]步驟S6，反向方位差標(biāo)定:
[0019]保持兩臺經(jīng)瑋儀位置不動，將捷聯(lián)慣組整體旋轉(zhuǎn)180度，重復(fù)步驟S4和步驟S5，進(jìn)行一次標(biāo)定；兩次標(biāo)定作為一組數(shù)據(jù)，分別記為正向標(biāo)定和反向標(biāo)定；
[0020]步驟S7，方位差數(shù)據(jù)處理:
[0021]兩臺經(jīng)瑋儀讀數(shù)的差值即為運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組的兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡的方位差。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟SI具體為:
[0023]選用O級精度以上的大理石平板作為平板標(biāo)定臺，并將大理石平板放置于隔離外界振動的獨(dú)立地基上；用電子水平儀對大理石平板進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平精度要求優(yōu)于30角秒。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟S2具體為:
[0025]運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組的兩套捷聯(lián)慣組先后平行安裝于同一個一體化支架上，形成捷聯(lián)慣組整體，兩套捷聯(lián)慣組的慣組坐標(biāo)系均與箭體坐標(biāo)系平行，兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡對向朝外安裝；安裝時要求確保兩套捷聯(lián)慣組的方位基準(zhǔn)面與一體化支架上的方位銷釘間緊密貼合。
[0026]優(yōu)選地，所述步驟S3具體為:
[0027]將捷聯(lián)慣組整體放置在平板標(biāo)定臺上，調(diào)節(jié)兩臺經(jīng)瑋儀的鏡頭的俯仰角為90° ±10'，調(diào)整捷聯(lián)慣組整體和/或經(jīng)瑋儀的位置和高度，使兩臺經(jīng)瑋儀的鏡頭軸線與兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡法線在一條水平面上。
[0028]優(yōu)選地，所述步驟S4具體為:
[0029]保持兩臺經(jīng)瑋儀的鏡頭水平，俯仰角為90° ±10'，用兩臺經(jīng)瑋儀分別瞄準(zhǔn)對應(yīng)的捷聯(lián)慣組的直角棱鏡；以此時的狀態(tài)作為兩臺經(jīng)瑋儀的初始狀態(tài)，將兩臺經(jīng)瑋儀的讀數(shù)清零。
[0030]優(yōu)選地，所述步驟S5具體為:
[0031]將捷聯(lián)慣組整體移出經(jīng)瑋儀的視野，將與直角棱鏡同等高度的標(biāo)準(zhǔn)六面體放置于平板標(biāo)定臺上，調(diào)節(jié)兩臺經(jīng)瑋儀的方位，分別瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩個平行面，記錄此時兩臺經(jīng)瑋儀的測量數(shù)據(jù)。
[0032]優(yōu)選地，在步驟S6中，進(jìn)行6組共12次標(biāo)定；
[0033]優(yōu)選地，在步驟S7中，正向標(biāo)定和反向標(biāo)定的方位差結(jié)果一致，偏差在10"以內(nèi)。
[0034]本發(fā)明提供的一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置及方法，其工作原理為:對于主從雙冗余一體化安裝的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，兩套捷聯(lián)慣組空間幾何關(guān)系固定，地面標(biāo)定可得到兩套捷聯(lián)慣組的方位差，主捷聯(lián)慣組的光學(xué)瞄準(zhǔn)結(jié)果加上該方位差，即可得到從捷聯(lián)慣組射前方位基準(zhǔn)。將運(yùn)載火箭雙套捷聯(lián)慣組安裝于一體化支架上，將慣組和一體化支架組合體放置于水平的大理石平板上，用兩臺經(jīng)瑋儀在水平方向上分別瞄準(zhǔn)兩套捷聯(lián)慣組的直角棱鏡，此時作為兩臺經(jīng)瑋儀的初始狀態(tài)，讀數(shù)清零；將慣組和一體化支架組合體移出經(jīng)瑋儀的視野，兩臺經(jīng)瑋儀分別瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩平行面，計(jì)算兩臺經(jīng)瑋儀讀數(shù)的差值即可得到兩慣組棱鏡的方位差。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0036]I)標(biāo)定操作簡單易行，對操作人員的要求不高。
[0037]2)本慣組方位差標(biāo)定精度高，達(dá)到10 " (3 σ)的高精度，能滿足運(yùn)載火箭對方位對準(zhǔn)偏差的高要求。
[0038]3)通過正向、反向標(biāo)定結(jié)果對比的一致性，能有效剔除儀器、人為操作等因素對標(biāo)定結(jié)果的影響。
[0039]4)在捷聯(lián)慣組與一體化支架組合體裝箭前即可完成標(biāo)定工作，無需箭上目苗準(zhǔn)，能有效簡化箭上測試操作。
【附圖說明】
[0040]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0041]圖1是本發(fā)明運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置及方法原理示意圖。
[0042]圖中:A為第一經(jīng)瑋儀，B為第二經(jīng)瑋儀，C為主捷聯(lián)慣組棱鏡，D為從捷聯(lián)慣組棱鏡，AngA為第一經(jīng)瑋儀的角度讀數(shù)，Ang B為第二經(jīng)瑋儀的角度讀數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0044]實(shí)施例
[0045]本實(shí)施例提供了一種運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置，運(yùn)載火箭雙套捷聯(lián)慣組安裝于一體化支架上，將慣組和一體化支架組合體(捷聯(lián)慣組整體)放置于水平的大理石平板(平板標(biāo)定臺)上，用兩臺經(jīng)瑋儀(第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀)在水平方向上分別瞄準(zhǔn)兩套捷聯(lián)慣組(主捷聯(lián)慣組和從捷聯(lián)慣組)的直角棱鏡，此時作為兩臺經(jīng)瑋儀的初始狀態(tài)，讀數(shù)清零；將慣組和一體化支架組合體移出經(jīng)瑋儀的視野，兩臺經(jīng)瑋儀分別瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩平行面，計(jì)算兩臺經(jīng)瑋儀讀數(shù)的差值即可得到兩慣組棱鏡的方位差。
[0046]利用本實(shí)施例提供的運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定裝置，其運(yùn)載火箭雙捷聯(lián)慣組方位偏差標(biāo)定方法，包括如下步驟:
[0047]步驟S1、大理石平板調(diào)平
[0048]為保證測試數(shù)據(jù)的精度，選用“O”級精度以上的大理石平板，并將大理石平板放置于隔離外界振動的獨(dú)立地基上。用電子水平儀對大理石平板進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平精度要求優(yōu)于30角秒。
[0049]步驟S2、捷聯(lián)慣組安裝于一體化支架
[0050]兩套慣組一體化安裝，安裝在同一個一體化支架上，兩套捷聯(lián)慣組先后平行安裝，兩套慣組的慣組坐標(biāo)系均與箭體坐標(biāo)系平行，兩慣組棱鏡對向朝外安裝。安裝時確保慣組方位基準(zhǔn)面與一體化支架上方位銷釘間應(yīng)緊密貼合。
[0051]步驟S3、捷聯(lián)慣組棱鏡高度與經(jīng)瑋儀鏡頭調(diào)整
[0052]將捷聯(lián)慣組加一體化支架組合體放置在大理石平臺上，調(diào)節(jié)兩臺經(jīng)瑋儀的鏡頭的俯仰角為90度(偏差±10')，調(diào)整組合體或經(jīng)瑋儀的位置和高度，使兩經(jīng)瑋儀鏡頭軸線與兩慣組棱鏡法線在一條水平面上。
[0053]步驟S4、經(jīng)瑋儀瞄準(zhǔn)捷聯(lián)慣組棱鏡
[0054]保持經(jīng)瑋儀鏡頭水平(俯仰角90° ±10')，用兩臺經(jīng)瑋儀分別瞄準(zhǔn)對應(yīng)捷聯(lián)慣組的棱鏡，以此時的狀態(tài)作為兩臺經(jīng)瑋儀的初始狀態(tài)，將兩臺經(jīng)瑋儀的讀數(shù)清零。
[0055]步驟S5、經(jīng)瑋儀瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體
[0056]將慣組加一體化支架組合體移出經(jīng)瑋儀的視野，將與慣組棱鏡同等高度標(biāo)準(zhǔn)六面體放置于大理石平臺上，調(diào)節(jié)兩臺經(jīng)瑋儀的方位，分別瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)六面體的兩個平行面(面平行精度優(yōu)于2")，記錄此時兩臺經(jīng)瑋儀的測量數(shù)據(jù)。
[0057]步驟S6、反向