一、基本信息：

单位：西北工业大学

期刊：Aerospace science and technology

影响因子：5.8

二、论文内容简介

针对制导炮弹发射后上电的工作方式产生的空中自对准精度差，滚转角难以观测造成的大失准角下组合导航的问题，本文提出了基于李群的发射系无线性化误差惯导/卫星（SINS/GNSS）组合导航算法。证明了算法在特殊欧式群描述失准角误差模型原理上不存在线性化误差，并将方法用于制导炮弹的大失准角组合导航。在此基础上，通过仿真对比了传统EKF及state transformation extended Kalman filter (STEKF)以及LGEKF算法，开展了蒙特卡洛仿真对比。仿真结果表明，基于李群模型建立的误差状态方程，能够有效克服大失准角对组合导航的影响，收敛速度和精度方面表现得比其余三种算法更好。在滚转角误差±140°的条件下，李群组合导航算法在四种算法中是唯一能始终保持收敛的算法。

三、研究背景

制导炮弹导航由于发射时存在大冲击，通常发射后上电，采用空中对准的对准方式。空中对准无外部姿态信息，且受限于冲击后器件精度恶化，通常对准精度不高。为组合导航带来了大失准角的挑战。迫切需要一种能够在大失准角下有效收敛的组合导航算法，以提升组合导航系统的可靠性和精度。

此外，在复杂的战场环境下，如果协同系统中的某些导弹发生故障，故障信号会通过通讯网络传播，造成协同任务失败。因此，考虑导弹故障情况，实现多导弹的可靠协同制导，对提高协同系统的可靠性至关重要。

 四、创新内容与工程应用价值

论文证明了算法在特殊欧式群建立的状态空间模型与自身状态误差无关，避免了“大失准角”误差引入状态方程而导致状态方程建模与实际偏离，设计了卡尔曼滤波器，并将方法用于制导炮弹的大失准角组合导航。论文仿真结果表明，所提模型能够有效克服大失准角影响，具备更好的稳定性和收敛精度。在滚转角误差±140°的条件下，李群组合导航算法在四种算法中是唯一能始终保持收敛的算法。

所提算法针对制导炮弹在实际工程应用中，高过载发射的场景限制，以及可用信息受限导致空中对准精度恶劣，组合导航系统初始姿态误差大的问题开展研究，有效提升了飞行器初始姿态误差较大条件下的组合导航性能，目前已经过型号搭载试验验证。

五、基于灵思创奇设备应用价值

文中提及算法搭载于MEMS惯导并开展了跑车验证，为了严格将四种算法在跑车环境下展开对比，将跑车采集的原始数据加载到实时仿真软件Links-RT，使用了下位机型号Links C-3U，将原始数据注入导航计算机进行实时仿真，分别验证了四种算法的处理精度。