高速旋转弹药飞行姿态的半捷联MEMS惯性测量技术研究

高速旋转弹药的飞行姿态精确测量对其制导化意义重大，MEMS惯性测量系统以自主性强、体积小、成本低和环境适应性强等优势，被认为是其首选方案，但是现有的捷联式惯性测量技术存在高自旋运动环境下姿态测量精度低的问题，我提出半捷联惯性测量的概念和方法，前期的研究和试验结果初步表明，该方法借助半捷联结构装置，可有效抑止弹药高自旋对惯性系统姿态测量精度的影响，有望用低量程较高精度MEMS惯性器件组成的测量系统对高旋弹药飞行姿态精确测量。项目拟通过重点对半捷联结构设计、半捷联姿态测量模型与算法、姿态测量精度和稳定性的影响因素分析、微型化电路设计、抗过载设计等内容研究，突破半捷联惯性测量中的关键技术，揭示半捷联惯性测量技术的内涵与本质，形成半捷联测量技术的方法体系，指导和解决高旋弹药飞行姿态的精确测量问题，为高旋弹药制导化提供新思路，同时丰富和发展捷联式惯性测量技术，该研究具有重要的科学价值和国防意义。

高速旋转弹药的飞行姿态精确测量对其制导化意义重大，MEMS惯性测量系统以自主性强、体积小、成本低和环境适应性强等优势，被认为是弹药智能化改造首选方案，但是现有的捷联式惯性测量技术在高速旋转环境下存在姿态测量精度低的问题。. 基于此，针对高速旋转弹药飞行姿态高精度测试问题，提出了半捷联惯性测量的概念和方法，开展了高速旋转弹药飞行姿态的半捷联MEMS惯性测量技术研究工作。主要完成了以下工作：（1）跟踪调研国内外最新研究动态，收集有关基于MEMS惯性器件的惯性测量方法，及高速旋转弹药姿态测量方面的文献和资料；（2）设计系统的总体实现方案；（3）建立半捷联惯性测量的模型与算法；（4）对所设计的半捷联惯性测量模型与算法进行计算机理论仿真和分析，并结合仿真分析结果，优化姿态解算算法；（5）设计并实现了半捷联姿态测量的小型化解算电路；（6）设计并实现了高效的半捷联惯性测量安装结构；（7）分析半捷联惯性测量模型与算法的特点，针对所设计的半捷联惯性测量模型与算法进行了半实物仿真试验，验证并优化了半捷联惯性测量模型；（8）分析影响姿态测量精度和稳定性的因素，设计了系统的抗高过载结构；（9）进行了系统抗高过载结构试验，并完成了项目的总结、成果验收和项目鉴定工作。. 通过对课题的研究，突破了半捷联惯性测量中的关键技术，揭示了半捷联惯性测量技术的内涵与本质，形成了半捷联测量技术的方法体系。所研究的半捷联惯性测量技术能够指导和解决高旋弹药飞行姿态的精确测量问题，为高旋弹药制导化改造提供了新的思路；同时丰富和发展了捷联式惯性测量技术，该研究具有重要的科学价值和国防意义。. 同时，结合课题研究，与相关协作单位在技术推广及成果转化方面开展了广泛的合作与交流，取得了良好的效果。此外，培养研究生14名，发表学术论文32篇，申请国家发明专利10项，取得了一定的学术成果。