高精度长航时惯导系统重力扰动补偿方法研究

发布时间：2017-07-18 14:28

  本文关键词：高精度长航时惯导系统重力扰动补偿方法研究

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【摘要】：在中低精度惯性导航系统中，惯性器件的精度是引起误差的主要因素，相比之下重力扰动所带来的误差影响可以忽略。随着惯性器件精度的不断提高，重力扰动所引起的导航误差已经成为高精度长航时惯导系统的主要误差源之一，不应该再被忽略，必须对其进行补偿。本文针对高精度长航时惯导系统补偿方法展开了研究，，从理论上分析了重力扰动对惯导系统误差影响的数学机理，并提出了新的补偿方法。主要研究内容包括： 1、研究了重力扰动对惯导系统的误差影响；以惯导系统基本的力学编排为基础，从理论上推导了重力扰动对惯导系统误差影响的数学机理。并详细分析了不同重力扰动模型对惯导系统位置误差所产生的影响。 2、对重力扰动补偿方法进行研究；介绍了几种重力扰动获取方式，并对几种现有重力扰动补偿方法的优缺点进行了比较。在此基础上，提出了基于局部拟合低阶模型的重力扰动补偿方法。仿真结果表明，本文提出的方法可以有效地减小重力扰动所引起的惯导位置误差，提高导航精度。 3、在基于局部拟合低阶模型的重力扰动补偿方法基础上，对重力扰动剩余误差进行了分析，将其等效为加速度计零偏，提出了基于卡尔曼滤波估计的重力扰动剩余误差补偿方法。仿真实验结果表明，该方法可以有效地减小重力扰动剩余误差所引起的惯导位置误差，进一步提高导航精度。
【关键词】：惯性导航 重力扰动补偿方法 EGM96模型 卡尔曼滤波估计
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U666.12
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究历史及现状11-14
• 1.2.1 惯性导航系统的发展历史11-12
• 1.2.2 重力补偿技术的研究历史及现状12-13
• 1.2.3 国内研究现状13-14
• 1.3 论文主要内容及组织结构14-16
• 第二章 地球重力场模型及常用重力场参数16-26
• 2.1 地球重力场基础与重力场基本概念16-20
• 2.1.1 地球重力场16-17
• 2.1.2 重力场基本概念17-20
• 2.2 正常重力模型20-22
• 2.2.1 地理坐标系下的正常重力模型21
• 2.2.2 地球坐标系下的正常重力模型21-22
• 2.3 地球重力场球谐模型及常用重力场参数的模型计算22-25
• 2.4 统计学模型25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 重力扰动对惯导系统误差影响研究26-43
• 3.1 惯性导航系统基本原理26-33
• 3.1.1 惯性导航系统常用坐标系27-30
• 3.1.2 惯性导航系统的力学编排30-33
• 3.2 重力扰动对惯导系统误差影响的数学机理推导33-35
• 3.3 基于重力扰动简单模型的惯导位置误差仿真分析35-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 重力扰动补偿方法研究43-67
• 4.1 重力扰动的获取43-45
• 4.1.1 基于重力传感器的重力扰动获取43-44
• 4.1.2 基于重力背景图的重力扰动获取44
• 4.1.3 基于重力场球谐模型的重力扰动获取44-45
• 4.2 改善惯导系统力学编排45-46
• 4.3 基于局部拟合低阶模型的重力扰动补偿方法46-57
• 4.3.1 局部重力扰动数据的拟合47-53
• 4.3.2 重力扰动补偿仿真实验53-57
• 4.4 基于卡尔曼滤波估计的重力扰动剩余误差补偿57-66
• 4.4.1 捷联惯导系统误差建模57-58
• 4.4.2 多普勒计程仪误差建模58-59
• 4.4.3 卡尔曼滤波估计模型建立59-62
• 4.4.4 系统可观测性分析62-64
• 4.4.5 仿真实验64-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 全文工作总结67
• 5.2 未来工作展望67-69
• 参考文献69-72
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：558166