惯性/卫星组合导航参数在线估计方法研究
发布时间：2021-09-07 11:07
惯性/卫星组合导航在进行滤波时,需要惯性导航和卫星导航的噪声信息,在实际使用时主要靠经验进行预先设置,但是在飞行环境中,噪声可能会发生变化,这将导致组合导航滤波效果降低,甚至可能导致滤波发散;另外对基于速度位置的惯性/卫星组合导航,姿态角误差等状态量的在线修正精度一直不高,导致修正后的速度位置误差发散较快。针对上述问题,需要研究组合导航参数的在线估计,以实现更少先验信息更加可靠的惯性/卫星组合导航。本文的主要研究内容为:推导捷联惯导的导航方程,建立惯性/卫星组合导航滤波模型;针对参数在线估计问题,提出一种带参数估计的组合导航新架构;结合新架构,对滤波的状态变量进行可观测性分析,从理论推导和仿真试验两个方面分析滤波的影响因素,提出具体的可估计参数;基于提出的新架构,研究建立采用遗传算法实现参数在线估计的并行计算方法;并采用均匀设计对遗传算法的初始种群进行了优化,针对遗传算法的适值函数问题,进行评价方法和收敛判定方法的研究;最后仿真验证表明参数估计方法是有效的。
【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关技术概述
1.2.1 惯性/卫星组合导航技术
1.2.2 组合导航信息融合方法
1.2.3 智能算法在组合导航中的应用
1.3 本文主要研究内容
2 捷联惯性导航原理及组合导航滤波模型
2.1 坐标系定义与坐标变换
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 坐标变换
2.2 捷联惯性导航解算
2.2.1 惯性仪表的工具误差补偿
2.2.2 姿态更新
2.2.3 速度位置更新
2.3 基于速度位置的组合导航滤波模型
2.4 本章小结
3 组合导航参数在线估计结构
3.1 并行计算的组合导航新架构
3.2 硬件可实现性
3.3 本章小结
4 可观测性及稳定性分析
4.1 可观测性分析方法
4.2 状态变量的可观测性分析
4.2.1 状态的可观测性分析
4.2.2 状态间的相互影响分析
4.3 滤波稳定性分析
4.3.1 滤波稳定性影响因素分析
4.3.2 滤波误差分析
4.4 可估计参数
4.5 本章小结
5 组合导航参数在线估计方法
5.1 参数估计方法
5.1.1 遗传算法在参数估计中的应用
5.1.2 遗传算法评价准则设计
5.2 均匀设计在遗传算法中的应用
5.3 收敛判定方法
5.4 本章小结
6 仿真验证
6.1 仿真条件
6.2 组合导航参数在线估计结果及分析
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]系统芯片技术国内外发展现状[J]. 苏纪娟,孟祥玲,朱庆明. 军民两用技术与产品. 2015(13)
[2]国外卫星导航应用产业发展研究[J]. 刘春保. 卫星应用. 2015(02)
[3]神经网络辅助的GPS/MEMS-INS组合导航算法[J]. 刘庆元,郝立良,黄书捷,朱山昱. 测绘科学技术学报. 2014(04)
[4]多级并行的多核DSP软件设计[J]. 夏际金,丁泉,王蓉. 雷达科学与技术. 2014(04)
[5]模型预测前向神经网络算法及其在组合导航中的应用[J]. 杨一,高社生,吴佳鹏,赵岩. 中国惯性技术学报. 2014(02)
[6]惯性/天文/卫星组合导航技术的现状与展望[J]. 魏伟,武云云. 现代导航. 2014(01)
[7]可观测度的探讨及其在捷联惯导系统可观测性分析中的应用[J]. 杨晓霞,阴玉梅. 中国惯性技术学报. 2012(04)
[8]一种基于PWCS的惯导系统可观测度分析方法[J]. 孔星炜,董景新,吉庆昌,薛建平. 中国惯性技术学报. 2011(06)
[9]传递对准中滤波器的收敛判据[J]. 朱立华,程向红,何应云. 中国惯性技术学报. 2011(03)
[10]捷联惯性/多卫星系统组合导航技术研究[J]. 张俊青,程农,宋靖雁. 系统仿真学报. 2010(S1)
博士论文
[1]GPS/SINS深组合导航中的关键技术研究[D]. 杨洋.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]近空间飞行器惯性导航系统误差建模及修正关键技术[D]. 彭惠.南京航空航天大学 2014
[2]GPS/INS组合导航中的非线性滤波方法研究[D]. 田磊.电子科技大学 2010
[3]eCos系统下S698P嵌入式并行处理器性能评测技术[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3389433
【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关技术概述
1.2.1 惯性/卫星组合导航技术
1.2.2 组合导航信息融合方法
1.2.3 智能算法在组合导航中的应用
1.3 本文主要研究内容
2 捷联惯性导航原理及组合导航滤波模型
2.1 坐标系定义与坐标变换
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 坐标变换
2.2 捷联惯性导航解算
2.2.1 惯性仪表的工具误差补偿
2.2.2 姿态更新
2.2.3 速度位置更新
2.3 基于速度位置的组合导航滤波模型
2.4 本章小结
3 组合导航参数在线估计结构
3.1 并行计算的组合导航新架构
3.2 硬件可实现性
3.3 本章小结
4 可观测性及稳定性分析
4.1 可观测性分析方法
4.2 状态变量的可观测性分析
4.2.1 状态的可观测性分析
4.2.2 状态间的相互影响分析
4.3 滤波稳定性分析
4.3.1 滤波稳定性影响因素分析
4.3.2 滤波误差分析
4.4 可估计参数
4.5 本章小结
5 组合导航参数在线估计方法
5.1 参数估计方法
5.1.1 遗传算法在参数估计中的应用
5.1.2 遗传算法评价准则设计
5.2 均匀设计在遗传算法中的应用
5.3 收敛判定方法
5.4 本章小结
6 仿真验证
6.1 仿真条件
6.2 组合导航参数在线估计结果及分析
6.3 本章小结
7 结论
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]系统芯片技术国内外发展现状[J]. 苏纪娟,孟祥玲,朱庆明. 军民两用技术与产品. 2015(13)
[2]国外卫星导航应用产业发展研究[J]. 刘春保. 卫星应用. 2015(02)
[3]神经网络辅助的GPS/MEMS-INS组合导航算法[J]. 刘庆元,郝立良,黄书捷,朱山昱. 测绘科学技术学报. 2014(04)
[4]多级并行的多核DSP软件设计[J]. 夏际金,丁泉,王蓉. 雷达科学与技术. 2014(04)
[5]模型预测前向神经网络算法及其在组合导航中的应用[J]. 杨一,高社生,吴佳鹏,赵岩. 中国惯性技术学报. 2014(02)
[6]惯性/天文/卫星组合导航技术的现状与展望[J]. 魏伟,武云云. 现代导航. 2014(01)
[7]可观测度的探讨及其在捷联惯导系统可观测性分析中的应用[J]. 杨晓霞,阴玉梅. 中国惯性技术学报. 2012(04)
[8]一种基于PWCS的惯导系统可观测度分析方法[J]. 孔星炜,董景新,吉庆昌,薛建平. 中国惯性技术学报. 2011(06)
[9]传递对准中滤波器的收敛判据[J]. 朱立华,程向红,何应云. 中国惯性技术学报. 2011(03)
[10]捷联惯性/多卫星系统组合导航技术研究[J]. 张俊青,程农,宋靖雁. 系统仿真学报. 2010(S1)
博士论文
[1]GPS/SINS深组合导航中的关键技术研究[D]. 杨洋.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]近空间飞行器惯性导航系统误差建模及修正关键技术[D]. 彭惠.南京航空航天大学 2014
[2]GPS/INS组合导航中的非线性滤波方法研究[D]. 田磊.电子科技大学 2010
[3]eCos系统下S698P嵌入式并行处理器性能评测技术[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3389433
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3389433.html
