捷联惯导系统标定与传递对准技术研究

发布时间：2017-03-24 19:08

  本文关键词：捷联惯导系统标定与传递对准技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：误差标定和传递对准都是捷联惯导系统的关键技术。惯性元件误差约占系统误差的90%左右,因此,惯性元件精度决定着整个捷联惯导系统导航的精度。传递对准的研究也是以误差方程为基础的,因此,标定技术的研究是必要的。越来越多的载体利用已对准的惯导系统进行动基座下的对准,观测信息的增加使得对准效果更好——时间缩短和精度提高。对于高超声速飞行器,为了发挥其速度快、反应时间短的优点,在飞行前对其捷联系统标定和飞行过程中的对准研究是必要的。 论文重点对以下几个方面展开了研究: 由于高超声速飞行器的飞行特点,速度快、加速度大,这就对捷联系统的惯性元件提出了更高的要求,在飞行前必须进行标定。本文对捷联惯导系统的惯性元件进行了多位置标定,然后在此基础上使用RLS滤波进行标定,最后考虑激光陀螺零偏易受温度变化影响,通过温度实验数据,建立了激光陀螺零偏温度模型。 为了展示传递对准的优势,论文建立了捷联系统静基座下初始对准模型。首先详细地推导了误差方程,然后建立粗对准模型及简化后的精对准模型,针对精对准模型,使用改进的Sage-Husa自适应滤波和普通滤波进行对比仿真计算。 在传递对准方面,论文主要从传递对准的匹配方法上进行研究。首先建立了传递对准的系统状态方程,然后根据不同匹配对准方法,分别建立了速度匹配、“速度+姿态”匹配、“速度+角速度”匹配和考虑杆臂效应的速度匹配测量方程。根据飞行特点,在匀速平飞和加速平飞两种运动条件下进行了相应的数值仿真计算。 仿真结果表明论文所建立的模型正确、有效,具有一定的应用价值。
【关键词】：高超声速飞行器 捷联惯导系统 误差标定 自对准 传递对准
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：V249.322
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-12
• 1.1.1 高超声速飞行器11
• 1.1.2 捷联惯导系统11-12
• 1.2 国内外研究12-18
• 1.2.1 标定技术研究现状12-14
• 1.2.2 传递对准技术研究现状14-18
• 1.3 论文的目的意义及研究内容18-20
• 1.3.1 论文的目的意义18-19
• 1.3.2 论文的研究内容19-20
• 第二章 导航系统及KALMAN滤波理论20-35
• 2.1 捷联惯导系统基本原理20-28
• 2.1.1 引言20
• 2.1.2 常用坐标系20-21
• 2.1.3 基本原理21-22
• 2.1.4 姿态更新22-28
• 2.2 GPS卫星导航原理28-30
• 2.2.1 GPS概述28
• 2.2.2 GPS导航定位原理28-29
• 2.2.3 GPS主要误差源29
• 2.2.4 GPS的发展29-30
• 2.3 KALMAN滤波理论30-34
• 2.3.1 Kalman滤波30-33
• 2.3.2 Kalman滤波的发展33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 激光捷联系统误差标定35-56
• 3.1 引言35-36
• 3.2 加速度计的误差标定36-44
• 3.2.1 多位置标定方法36-38
• 3.2.2 RLS标定方法38-39
• 3.2.3 结果及分析39-44
• 3.3 激光陀螺的误差标定44-55
• 3.3.1 多位置标定方法45-47
• 3.3.2 RLS标定方法47-48
• 3.3.3 ARLS标定方法48-49
• 3.3.4 结果及分析49-53
• 3.3.5 温度误差标定53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 捷联系统在静基座下的初始对准56-69
• 4.1 引言56
• 4.2 捷联系统误差方程56-60
• 4.2.1 平台角误差方程57-58
• 4.2.2 速度误差方程58-59
• 4.2.3 位置误差方程59-60
• 4.2.4 惯性器件误差方程60
• 4.3 解析粗对准60-62
• 4.4 捷联系统自对准模型62
• 4.5 仿真计算与分析62-68
• 4.5.1 自对准滤波方法63
• 4.5.2 计算模块及流程63-65
• 4.5.3 仿真条件65
• 4.5.4 计算结果与分析65-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 捷联系统在动基座下的传递对准69-95
• 5.1 引言69-70
• 5.2 传递对准模型70-78
• 5.2.1 系统状态方程71-72
• 5.2.2 系统状态方程离散化72
• 5.2.3 测量方程72-78
• 5.3 传递对准仿真及分析78-93
• 5.3.1 速度匹配仿真79-83
• 5.3.2 “速度+姿态”匹配仿真83-87
• 5.3.3 “速度+角速度”匹配仿真87-90
• 5.3.4 考虑杆臂效应的速度匹配仿真90-93
• 5.4 本章小结93-95
• 第六章 总结与展望95-97
• 致谢97-98
• 参考文献98-101
• 作者在学期间取得的学术成果101

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