捷联导航算法的研究与实现

发布时间：2017-06-10 19:03

  本文关键词：捷联导航算法的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：捷联惯导系统是组合导航系统中最重要的子系统，捷联导航算法是捷联惯导系统中的核心环节。本文以某项国家重大基础安全项目的部分研究内容为背景，主要研究水下潜器用捷联惯性导航算法中的姿态更新算法和速度更新算法以及捷联导航系统软件的实现。主要工作如下： 1．研究了基于四元数和基于旋转矢量的姿态更新算法。重点研究基于旋转矢量姿态算法中圆锥项补偿的问题，推导优化圆锥补偿算法和计算机上易于实现的递推补偿算法，对各种算法的补偿性能做了详细仿真分析。 2．研究了速度更新算法中的比力转换算法，分析其中的速度旋转补偿和划船项补偿，对划船项补偿算法补偿系数选择作了详细研究，并在划船环境下对各种算法进行了仿真分析。 3．完成了捷联算法在嵌入式实时操作系统VxWorks环境下的实现，对捷联算法进行任务划分，任务优先级排序和任务间通信机制的确定。利用面向对象可视化软件建模工具Rational Rose，对捷联软件系统进行UML图形化建模，，通过Rose提供的双向工程(Foreword Engineering Reverse Engineering)迭代生成了捷联软件系统，完成了捷联软件系统的静态、车载、湖试试验。
【关键词】：捷联惯导 圆锥补偿 划船补偿 VxWorks Rational Rose UML
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U666
【目录】：

• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究动态9-11
• 1.3 课题主要研究内容11-12
• 第2章 姿态更新算法研究12-35
• 2.1 捷联姿态更新算法简介12
• 2.2 基于四元数姿态更新算法12-15
• 2.2.1 四阶龙格库塔法13-14
• 2.2.2 毕卡逼近法14-15
• 2.3 基于旋转矢量姿态更新算法15-32
• 2.3.1 旋转矢量的定义15
• 2.3.2 旋转矢量和四元数的关系15-17
• 2.3.3 旋转矢量微分方程17-18
• 2.3.4 圆锥项和旋转项18-20
• 2.3.5 常规圆锥补偿算法20-29
• 2.3.6 圆锥项递推补偿算法29-32
• 2.4 数字仿真32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 速度更新算法研究35-59
• 3.1 速度更新算法简介35-36
• 3.2 重力加速度／Coriolis速度增量36-37
• 3.3 比力增量的积分转换37-46
• 3.3.1 速度旋转的补偿42-45
• 3.3.2 Sculling分量的补偿45-46
• 3.4 Sculling补偿算法46-56
• 3.4.1 典型的Sculling运动环境47-49
• 3.4.2 基于算法漂移最小的Sculling算法49-53
• 3.4.3 Sculling递推算法53-56
• 3.4 数字仿真56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 捷联导航算法的程序实现59-76
• 4.1 引言59
• 4.2 基于VxWorks捷联软件系统设计59-63
• 4.2.1 VxWorks操作系统简介60-61
• 4.2.2 VxWorks下捷联软件系统设计61-63
• 4.3 基于Rational Rose软件建模与设计63-74
• 4.3.1 Rational Rose和UML64-65
• 4.3.2 Usecase视图设计65-67
• 4.3.3 Logical视图设计67-71
• 4.3.4 Component视图设计71-72
• 4.3.5 代码生成与逆向工程72-74
• 4.4 软件系统试验74-75
• 4.5 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果80-81
• 致谢81

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 鲍晓华;两自由度舰载并联稳定平台的设计与仿真研究[D];燕山大学;2011年

2 李贵珍;基于对偶四元数的捷联惯导算法研究[D];中北大学;2012年

3 牛绿原;捷联惯导方法在发射武器系统中的应用研究[D];南京理工大学;2007年

4 孙鸽;航空制导炸弹的SINS/GPS组合导航系统研究[D];南京理工大学;2008年

5 张曼;基于SINS/陆基/星敏感器的组合导航研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

6 罗阳;微惯性组合导航芯片体系结构及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年

  本文关键词：捷联导航算法的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：439532