[发明专利]一种测量载机与其任务悬挂物姿态安装误差的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测量载机与其任务悬挂物姿态安装误差的装置及方法，包括舱体，所述舱体内部设有飞行控制系统，所述舱体外部设有吊耳和安装组件，所述吊耳用于挂架与所述舱体安装连接，所述安装组件上安装有用于获取舱体第一空间位置信息、第一速度信息和第一三轴姿态信息的定位定向系统，所述定位定向系统与飞行控制系统电连接。本发明使用定位定向系统进行高精度测量，姿态角测量精度不低于0.01°，与现有技术相比整体精度提升一个数量级，且能够测量实际挂机飞行过程姿态角实时动态误差。

技术领域

本发明属于飞行器控制领域，具体涉及一种测量载机与其任务悬挂物姿态安装误差的装置及方法。

背景技术

机载武器系统主要为载机(主要包括：飞机、直升机、无人机)上的武器、弹药及发射装置，如图1所示，通过载机综合火控系统，确认打击目标，并将载机上各项参数传递至机载武器，并通过挂装的发射装置将武器投射。

动基座传递对准技术是机载武器使用过程中核心技术之一，载机通常携有较高精度的定位定向系统，能够实时定位自身位置、速度、姿态等信息，机载武器通过发射装置(通常为挂架)挂装与载机上，载机利用通信总线数据将自身位置、速度、姿态等信息发送至机载武器，机载武器可结合自身角速率传感器、加速度计信息进行滤波处理，得出机载武器速度、位置、姿态信息；载机利用通信总线将打击目标的位置信息传递至机载武器，机载武器结合目标位置信息及自身传递对准结果，可建立发射后相对位置关系，为准确打击目标提供基础。

机载武器通过挂架或其他发射装置挂装于载机平台上(通常挂装于机翼下方)，不同的挂架会存在一定安装误差；机翼非完全刚性且受制于挂架加工精度误差，机载武器挂装于载机后，导致载机的姿态角与实际武器姿态角存在固定偏差，姿态角即包括航向角、滚转角和俯仰角，从而导致机载武器与被打击目标位置关系存在偏差，因此测量机载武器与载机初始安装角误差，对提高武器打击精度有重要意义。

传统测量安装角误差的方法为：使用手持激光测角度仪器比对机载武器与挂架安装角度偏差，该方法仅适用于地面测试。且实际挂飞过程中，受载荷及空中过载的影响，实际机翼形变程度不同，地面测试无法真实覆盖空中实际工况，无法准确评估真实安装误差角。此外目前常用的激光测角仪测试精度仅为0.1°，且激光测角仪仅能用于地面测试，无法有效评估实际挂机飞行过程中角度误差。所以传统的测量方法无法准确评估实际安装误差角，且测量精度较低。

为了降低机载武器成本，大多低成本机载武器内部惯性导航系统均无法有效定位自身姿态角，需要通过载机下发的传递对准数据获取武器自身位置、速度、姿态信息，同时获取待打击目标的位置信息，通过以上信息得出弹目位置关系，建立发射坐标系。针对载机下发的姿态信息，结合机载武器内部加速度计可在一定程度上评估俯仰角、滚转角安装误差，但是受制于成本，目前大部分低成本的机载武器均使用了精度较低的惯性导航系统，且航向角误差机载武器自身无法评估，武器只能以载机下发的航向角作为基准建立发射坐标系。在挂装过程中若机翼、挂架、武器吊耳等任一个环节加工存在一定误差，都会造成武器实际航向角与载机下发的航向角不一致，从而影响弹目相对位置关系的真实性。

发明内容

针对上述情况，本发明提出了一种测量载机与其任务悬挂物姿态安装误差的装置及方法，用于测量由于挂架挂装误差、机翼形变误差等原因造成的固有安装误差。

一种测量载机与其任务悬挂物姿态安装误差的装置，包括舱体，所述舱体内部设有飞行控制系统，所述舱体外部设有吊耳和安装组件，所述吊耳用于挂架与所述舱体安装连接，所述安装组件上安装有用于获取舱体第一空间位置信息、第一速度信息和第一三轴姿态信息的定位定向系统，所述定位定向系统与飞行控制系统电连接。

进一步地，所述定位定向系统包括GPS定位系统和惯性导航系统。

更进一步地，所述安装组件包括定位板、支撑杆和底板，所述定位板与舱体的底部贴合安装，所述支撑杆用于定位板和底板固定连接，所述定位定向系统安装于底板上。