用GPS标校平台罗经方位安装误差与航向精度测量

现代防御技术用08标校平台罗经方位安装误差与航向精度测量1薛鸿印北京航空航天大学宇航学院。北京100083用，朽标校平台罗经新方案。该方案曾在某国制造的导弹艇上首次进行了实船检，取得叫满成功，主要介绍该方案的具体操作方说。数椐处。误1分析及总结的初步经验。

冷键吨平广巧经位标校精度试验误差分析1引言平台罗经的方位安装标校就将主仪器基炖首刻线调整到与廷首尾线致在定乎台罗经不仅为保证航海安全提供本舰的航向输出，还是全舰武器系统的姿态基准航向纵摇横摇，因此主仪器的安装误差作为固定偏差必将随信息传输带到各武器系统中去。

平台罗要标校的目的就是消除或尽可能地减少它的安装误差，标校的内容包括水平标校与方位标校，这1撖绍罗经的方位标校和航向粘度测试，以往的标校方法或者有某种不足，或者标校的精度低。不过，在般视距范围使用的武器系统中，即使平台罗经安装误差大些，对打击效果影响也不大。因为目标的搜索与捕获和武器的射击都是以本舰同坐标系为基准，按相对航向舷角给出目标指与射击诸元，航向信息在处理过程中，其系统误差被抵消了，实际真正起作用的是航向信息中的起伏误差。也正是这种不高的需要，过去才忽视了对其精确标校的研宄。

超视趴作战系统是利用空6机作为中站。完成对己舰视距以外目标的探测勾仙获。通过数据链将信息传给己舰，再以己舰坐标系计算导弹发射所需参数，实施对目标的攻击。显然，目标观测和武器发射是在两个动坐标系中分别完成的，探测的目标方位与导弹设定的舷角不是同个基准。方位的概念都是两点连线相对地理真北的夹角。因此，在超视距作战系统中，影响导弹打击效果的是航向信息的绝对精度。所以，不允许平台罗经有较大的安装误差。

为了满足超视距作战系统的需要，在分析了过去采用过的各种标校方法之后，我们设计了用差分8建立模拟真方位标，进行平台罗经标校方位的新方案，同时该方案还可进行平台罗经码头条件下的航向精度测量。第次全过程地实施这方案是在为某国建造的艘导弹艇上。通过实践，不仅验证了方案的正确性，而且在实际操作中进步补充完善了方案以及这方法的粘度估戴取得了宝贵经验。

2方案操作程序21标校测试的准格首先在本艇停靠的码头岸边选定个固定标志点0在远离本艇68处设置另个可用经纬仪观测的标志点户。在，户两点各放置台同型号多通道0巧的天线，同时录取各自定位信息采用事后处理差分05方法，测定出0户的距离。；和方位4在艇的上甲板首尾线上架设台经掉仪肌并将其，或某数值线调整到与艇的首尾线致，固定牢经纬仪支架。

⑶用真方位山折算经炜仪财到户点连线财户的真方位儿方法是实际量出的长度再用经炜仪测出29=，利用正弦定理求解出3角，则真方位4与山及0有下列关系1=1上3.依实际情况决记3的符Q4该方位4值将作为平台罗经方位标校和航向精度试验的比对真值如果艇移动位置，需重新折算新，点的4位，以1准备1作做好了之后，就可以具体财方位标校或肮向精度测量了，2.2标校测试与调整⑴平台罗经启动待稳定后用经纬仪直接测试厂点应有明显标忠线他舷角和，时读取平台罗经的航向输出。真航向故与平台罗经的航向误差么7用下式计算根据平台罗经航向误差特性分析，本方案设计平台罗经需有3次启动，每次启动稳定后，测试2米样时间451次启动的测试采样点不少于22个点。3次测试的数据，既可分别计算。又可统1处服统计评罗经的系统误差1其他各种误左1和尺，等。

主罗经方位安装误差的调整罗经的安装误差必然包含在其系统误差之中，所以统计出来的系统误差就作为1.罗经方位安装误差标校的依据。即依系统误差调整主罗经的底故标校后的复测与航向精度测试主罗经调整好以后，再用同样的方法进行3次启动的复测，以检验标校效果，同时复测的数据可以作为码头航向精度评定的基础。

如果标校测试的数据统计处理出来的系统误差很小，主罗经方位上不需要调整时，那么就不需要复测，而第次测试的数据就可以评定罗经码头条件下的航向精度。我们在这次实践中，正是遇到了这种情况，次操作完成两个目的，举两得。

2.3数据处。

平台罗经误差分析与实践明，各次启动后的稳定点误差并不相同，该稳定点被称为各次启动误差，记为心由于采样时间长45，各采样点相对稳定点的离散度大，故未称随机误差叫作起伏误差己为正因为各次启动误差不等呈随机扰就有稳定点误差，相对系统误差，〃的离散度描述，通过对以前各型平台罗经大量海上试验数据分析，欲评定平台罗经标定的精度，在定型试验时，必须有至少8次启动航次。而对实船检查试验，为保证有定可信5，则需有3次启动。并按*大似然法迸估计，数据处理公式如下第7次启动的起伏误差；平台罗经航向的系统误差；各次启动误差的均方误差平台罗经的起伏误范；0乎台罗经的均方误差；ftVK平台罗经航向误差的均方根。

严格讲，0，和等都是估计值。以上属于处理后再综合，各项误差的概念与估计过程很清楚。也可以将3次启动测试的所有数据并处理，即，和7按下式计算两种处理结果等效。

2.4试验方法的精度简析从严格的测量学理论出发，测量设备本身的标准差7应优于被试设备性能指标的倍至少是35倍，方可作为检测基准。本方案是在定置信概率下，检验平台罗经的精度，因此，测试方法本身应有足够精度。现就结合这次实践，作下简单分析。

1测量设备的精度本次试验选用的是，版河型082台，21型光学经纬仪1台。

测量型差分；15在两固定点通过原始数据的同时采集，并进行事后处理后，其定位精度可达，级。由于差分08测距精度高，在定范围几十至几百内，两点连线的方位1天差与两点间距尚有关。本方案要求2台，35天线架设在68的固定点，就是为保证所测真方位的精度。本次试验用差分，巧事后处理方法处理出来的真方位山精度优于1.

121光学经纬仪，其水平读数可精确到2.

2方法误差艇首尾线对准误差经纬仪架设在艇的首尾线上，其基准零位线应与首尾线致。经反复调整，使其不重合度控制在1之内，可观测的艇首尾线长9.5，则经掉仪测试的零位真方位的精度朽测定的真方位山精度高折算的真方位如何了由于艇小又在系泊状态下，摇摆首摇升沉等因素使得经炜仪点财直处于动态之中，即4值是化勺5060.加之其他影响。我们取。，点沿，方摆动1叫角变化达47布，按1.的考氟，愚满髓*4，妹柳礓咖这些误差中，几乎不存在系统误差，即使在同次测试的首尾线对准，似乎是该误差不变，但对其他两次需重新调整经纬仪零位，它们中间又是不同的。所以，都以随机误差考虑更符合实际孓是综合统汁，测试设备与测与法的总误差为述分析与计亿试验方法的总误小于优尸平台要经技术指碟。2的1仍以上，尽管存在艇的摇摆，但统计折算的真方位4作为试验比对的真值仍符合理论要求，所测试的数据有效可信3结论标校后的肀台罗经。，配合2种工达完成了标定阳似及多次出海航行试验的检验。标校以往平台罗经的系泊试验，因为没有罗经标般码头都不具备这条件，只能测其起伏误差，它是罗经次启动，相对其稳定点的离散度的描述，只是其随机误差的部分，甚至是小部分。而其他各项误差特别是各次启动等主要误差项就无法获得欲想取得，必须经过航行试验，与己知真方位的岸上迭标比对。

本方案是自建高精度的真方位，有条件进行实际相对真北的误差测量。试验数据不仅可分别计算起伏误差，还可计算各次启动误差统计出母体的系统误差均方误差及技术条件所规定的误差的均根值似，所以木方案足对，台罗经航向精度的实1而义全血检测。

过去平台罗经为了标校和检验其精度，需进行航行试验。而从进度费用和人力考虑，般只安排个航次如果不需调整主罗经时。次启动测试的数据若处理成7，可信戊肯定是低的论几乎不成立然以前邡这么做，本方案有条件也有时间实施多次测试，理论分析得知，3次启动测试的数据用*大似然法进行精度估计，其误差落付1〃7，1十十间的概率达8左，付实船试似可取的，而用次启动的试验数据，其统计结果置信度无疑将低得多，甚至没有意义。

3山十建立了真方位基准，在码头私校主要经的安装保差，比用次航试验的数椐校准安装误差要精确的多，这对需要平台罗经提供绝对精度的作战系统如超视距系统是极为重要的。又因为本方案的标校与精度试验使用同方法两项工作可同步协调进行。实施标校测试的数据处理出来之后，如果系统误差很小，不需调整主罗经底座，则测试的数据完全可作为精度评定用。举两得，可大大节省试验时间。本次实践就是因此而只用了原计划的13时间。

试验验证了方案的正确性可操作性，这为以后平台罗经装船试验提供了很好的借鉴。因为码头试验完成后，对平台罗经的性能己经心中有数了，如果有条件，进步检验其航行状态下的精度，再用次启动的航行试验数据与码头试验的结论进行比较，则比以往的次启动航行试验有高得多的可信度。

这方法还可以扩展开来，即在不同码头或长码头的不同固定点与5以外的某固定标志点，用05预先测量好距离与真方位，并作好标记，为以后的试验创造了条件，比如雷达标校；航行试验归来停靠后的罗经航向检查甚至可代替般的航行试验；其他舰艇试验