高精度捷联式惯性导航系统算法研究

发布时间：2017-03-21 15:00

  本文关键词：高精度捷联式惯性导航系统算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：捷联式惯性导航系统是近年来惯性技术的一个发展方向。由于捷联系统一系列的优点,捷联系统取代平台系统,已成为新世纪惯性技术发展的一种大趋势。目前,我国的捷联系统惯性技术仍处在低精度水平。要提高捷联系统精度,一方面是设计和制造出高精度的惯性器件,但由于受材料和工艺的限制而较难以实现;另一方面就是设计和采用高精度的捷联算法,因而研究一种适用于捷联系统的高精度算法就成为急需解决的课题。本文从实际出发,对适用动态环境的捷联惯导系统的高精度姿态算法进行推证,并着重对以下几个问题进行了研究: 1.介绍了捷联惯性导航系统的基本工作原理,包括坐标系及其之间的关系,讨论了欧拉角、四元数等几种经典的解算方法,和计算周期的划分等。 2.讨论了等效转动矢量法及其衍生的一系列修正算法和优化算法,并作了精度分析和数字仿真,并对根据角增量提取角速率的方法进行了研究和验证。 3.研究了划船运动下,速度解算的误差补偿方法。对利用对偶原理从圆锥效应到划船效应的对应方法进行了讨论。 4.讨论了捷联式惯性导航系统的误差,对位置计算中的涡卷误差进行了推证。
【关键词】：捷联惯导系统 四元数 旋转矢量 姿态更新
【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】：2005
【分类号】：V249.32
【目录】：

• 第1章 绪论8-15
• 1.1 概述8
• 1.2 惯性导航技术简介8-11
• 1.2.1 惯性导航技术的发展8-10
• 1.2.2 惯性导航系统的地位10
• 1.2.3 我国惯性导航技术的发展10-11
• 1.3 捷联式惯性技术11-15
• 1.3.1 捷联式惯性导航系统的关键技术11-14
• 1.3.2 论文的研究内容14-15
• 第2章 捷联式惯性导航系统基本原理15-32
• 2.1 引言15
• 2.2 常用坐标系及其转换关系15-16
• 2.2.1 坐标系的定义15-16
• 2.2.2 各坐标系之间的转换关系16
• 2.3 捷联式惯性导航系统的姿态更新16-26
• 2.3.1 欧拉角法17-18
• 2.3.2 方向余弦法18-19
• 2.3.3 四元数法19-24
• 2.3.4 等效转动矢量法24-26
• 2.3.5 姿态算法比较26
• 2.4 姿态角真值的求取26-27
• 2.5 导航计算27-28
• 2.6 速度计算28-30
• 2.7 捷联式惯性导航系统的不同更新周期30-31
• 2.8 本章小结31-32
• 第3章 捷联式惯性导航系统的姿态算法32-55
• 3.1 引言32
• 3.2 等效转动矢量法32-34
• 3.3 圆锥运动算法优化34-40
• 3.4 双子样二次迭代优化算法40-44
• 3.5 算法仿真44-49
• 3.6 角速率输入下的姿态算法研究49-54
• 3.7 本章小节54-55
• 第4章 捷联式惯性导航系统的速度算法55-72
• 4.1 引言55
• 4.2 速度方程和划船运动55-57
• 4.3 划船误差补偿算法57-59
• 4.4 利用对偶性原理推导划船误差59-61
• 4.5 精度准则61-63
• 4.6 算法优化63-65
• 4.7 算法的比较及数字仿真65-70
• 4.8 本章小结70-72
• 第5章 捷联式惯性导航系统的误差分析72-88
• 5.1 引言72
• 5.2 捷联式惯性导航的系统误差分析72-80
• 5.2.1 利用龙格-库塔法进行捷联解算72-77
• 5.2.2 系统误差方程77-80
• 5.3 捷联式惯性导航系统的动态误差分析80-87
• 5.3.1 位置计算中的涡卷误差分析81-87
• 5.4 本章小结87-88
• 结论88-90
• 参考文献90-94
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果94-95
• 致谢95

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张昭英;陈建政;;列车转向架运行姿态检测系统的研究[J];中国测试;2012年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 阙兴涛;基于SOPC的小型组合导航系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 夏金宝;车载测风激光雷达接收系统的改进及惯导技术应用[D];中国海洋大学;2010年

3 张秋阳;无人机姿态测算及其误差补偿研究[D];中南大学;2011年

4 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

5 梁勇;基于MEMS的航姿系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年

6 刘凤举;捷联惯导系统的数据采集与处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

7 孟松;无陀螺捷联惯导系统算法研究[D];中北大学;2008年

8 王伟忠;基于人体传感器网络的人体运动监护系统设计与实现[D];山东大学;2012年

  本文关键词：高精度捷联式惯性导航系统算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：259800