智能化、灵巧化、小型化是未来引信的发展方向,同时弹道修正技术在常规弹药上的逐步应用为引信安全系统和起爆系统提供了更多可利用环境信息,其中弹丸实时位置信息为引信实现全弹道安全和全生命周期安全奠定了基础。瞄准具有弹道修正能力的中大口径榴弹,开展引信安全和起爆系统设计研究,对引信进一步智能化、小型化作出贡献。分析引信安全系统和起爆系统对环境信息的要求和常规弹药引入弹道修正技术带来的可利用环境信息——卫星定位位置信息,为实现远距离解除安全保险和全弹道安全,确定后坐过载环境、离心过载环境和弹丸-炮位距离作为解除安全保险的能量或激励,确定弹丸高度作为解除发火保险的激励。整合前期对MEMS安全保险机构和控制电路的设计研究,引入马尔可夫理论量化比较不同控制逻辑下引信安全起爆系统的安全性和可靠性,采用“顺序”原则,确定了“双环境出炮口安全保险+远距离安全保险+可恢复发火保险”的安全起爆控制逻辑。在上述基础上,提出整体设计方案。研究了配合卫星定位模块的引信安全和起爆控制技术。设计卫星定位信息接口电路、通信协议和弹道坐标系转换算法,实验验证定位精度绝对误差不超过5m,满足解除保险和起爆控制的需求。针对弹上卫星定位接收机偶尔的粗大误差、丢失数据等问题,分别基于扩展卡尔曼滤波算法和神经网络算法设计位置信息误差修正算法,实验验证可行性,对比两种算法扩展卡尔曼滤波算法在精度和运行速度略逊于神经网络算法设计,但是对随机误差的修正前者要优于后者。针对靶场测试时弹上电源故障失能导致引信无法工作的问题,设计备用电源方案。控制电路硬件优化方面,引入法拉电容作为后备电源,设计电源切换电路保证外部弹上电源失能后法拉电容接入持续向引信供给能源,设计稳压电路保证控制芯片工作稳定,此外该电路在外部电源失效时会立刻向控制芯片发送低压信号使之执行对应控制逻辑;控制逻辑优化方面,使用控制芯片内部时钟产生的时间信号代替弹道修正模块提供解除指令锁保险和发火保险、起爆的激励信号,此外利用控制芯片低功耗模式有效延长工作时间。该方案经实验测试,引信在外部电源失能时可实现等同电子时间引信的安全起爆功能。分析引信系统整体集成装配需求,设计装配所需零部件,校核整体抗高过载能力。因本引信首级火工品——平面微起爆器直接焊接在控制电路上,确定火工品装配方法和装配序列,重点研究电路抗高过载,通过锤击实验和离心实验确认其满足需求。