针对某激光导引头检测中输出弹目视线角速度误差较大的情况, 分析指出弹目视线角速度噪声是角跟踪回路中探测器噪声、弹体扰动和摩擦等干扰力矩共同作用产生的。根据导引头控制原理建立了其稳定跟踪回路模型, 定量分析了这些误差因素对导引头稳定跟踪性能和弹目视线角速度输出指令的影响程度。然后实测分析了激光导引头输出弹目视线角速度噪声特性, 建立了其与弹目距离的函数关系, 并将其加入某制导**制导模型中进行仿真。结果表明: 加入弹目视线角速度噪声后, 弹体滚转姿态角变化较大, 舵偏角变化也较大, 近距离时由于角速度指令噪声较小对全弹道及脱靶量的影响比较小, 这与实际检测结果相符较好。但近距时当角速度指令处于噪声峰值处, 弹偏离后来不及修正可能会对导弹的近距攻击区有影响, 研究方法及结论对导引头的实际研究测试及弹的战术使用均有一定的参考价值。

导引头对目标视线角速度的准确测量是导弹实现比例导引律的前提条件。对于速率陀螺稳定平台式导引头,由于速率陀螺固有的高频电噪声以及搭载平台的随机扰动,会导致导引头输出信号存在大幅随机噪声,无法实现视线角速度的准确测量。通过实验研究了一种搭载飞艇使用的电视导引头测量数据的滤波方法。基于对导引头原始输出数据的分析,获得随机扰动的特征频率,采用相应截止频率的低通滤波器对导引头输出数据进行数字滤波,有效滤除了陀螺高频电噪声和源自搭载平台的低频噪声,实现了对视线角速度的准确测量。

为准确估计捷联导引头视线角速率，建立了捷联式光学图像导引头数学模型，根据弹目运动相对关系进行视线角速率估计算法研究。定义了估计算法所需坐标系并建立了导引头与陀螺数学模型；根据弹目相对运动学及姿态关系建立视线角速率估计非线性状态方程；针对滤波精度与实时性应用的问题，提出无迹Kalman滤波(UKF)方法估计视线角速率，并建立半物理实验系统进行算法验证，实验结果表明：视线角及视线角速率的最大估计误差分别为0.37°与0.68°/s，估计精度分别为0.1008°与0.2116°/s；数字信号处理器(DSP)中算法运行时间约为3.8 ms，视线角速率估计算法同时能满足制导系统对精度与实时性的要求。基于UKF的视线角速率估计算法为捷联式光学图像导引头的工程应用提供理论依据。