可重复使用运载器GNSS/INS深组合导航方法研究

发布时间：2022-12-17 09:12

　　本文以可重复使用运载器为研究对象,开展GNSS/INS深组合导航方法研究。传统简单的组合导航方式的信息融合程度不高、可靠性小且导航精度偏低。为了提高RLV飞行过程中的导航精度和组合导航系统的可靠性,所以采用先进的GNSS/INS深组合导航方式。本文的主要研究内容如下:首先,定义RLV常用坐标系及其转换关系,并对其进行受力分析,在发射坐标系下,建立可重复使用运载器的运动学模型;设计RLV的飞行方案和飞行时序,完成全程段飞行轨迹的仿真分析,为后文深组合导航系统设计和仿真奠定了数学基础。然后,重点开展对GNSS/INS深组合导航系统的研究。组合导航系统由捷联惯导和卫星导航系统两部分组成,分别对捷联惯导和卫星导航系统进行模型的建立,推导其误差传播模型;研究INS辅助GPS卫星信号捕获跟踪技术,设计跟踪捕获环路结构,建立INS辅助GPS接收机载波环数学模型并进行仿真验证;根据所建立的惯导、卫星以及环路辅助模型,建立深组合导航系统模型,采用传统Kalman滤波算法计算并进行综合仿真分析;用差分卫星导航系统替代传统的卫星导航系统,存在时延等问题,在此对动态跟踪延时进行分析和处理方案设计。最后,进行组... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 亚轨道RLV的研究现状及分析
        1.2.1 美国RLV的研究状况
        1.2.2 苏联/俄罗斯RLV的研究状况
        1.2.3 国内RLV的研究现状
    1.3 GNSS/INS深组合导航技术研究现状
        1.3.1 GNSS/INS深组合导航技术国外研究现状
        1.3.2 GNSS/INS深组合导航技术国内研究现状
    1.4 GNSS/INS组合导航技术的研究概况
        1.4.1 松组合技术
        1.4.2 紧组合技术
        1.4.3 深组合（超紧组合）技术
    1.5 本文主要研究内容及结构安排
第2章 可重复使用运载器运动模型与轨迹设计
    2.1 引言
    2.2 运动模型的建立
        2.2.1 参考坐标系
        2.2.2 角度定义
        2.2.3 坐标系间的转换关系
        2.2.4 受力分析
        2.2.5 运动学方程
    2.3 RLV轨迹设计
        2.3.1 飞行方案
        2.3.2 飞行轨迹
    2.4 本章小结
第3章 GNSS/INS深组合导航系统建模与仿真研究
    3.1 引言
    3.2 捷联式惯性导航系统建模
        3.2.1 捷联惯导系统力学编排
        3.2.2 捷联惯导系统误差传播建模
        3.2.3 捷联惯导系统误差建模
    3.3 卫星导航系统模型
        3.3.1 GPS导航原理
        3.3.2 GPS选星算法
    3.4 INS辅助GPS卫星信号捕获跟踪技术
        3.4.1 GPS信号捕获算法
        3.4.2 GPS信号跟踪算法
        3.4.3 INS辅助GPS接收机跟踪环路的结构与方法
    3.5 GNSS/INS深组合导航系统
        3.5.1 卡尔曼滤波算法
        3.5.2 GNSS/INS深组合导航系统模型
        3.5.3 GNSS/INS深组合系统仿真分析
    3.6 差分卫星导航系统延时处理方法研究及误差的分析与修正
        3.6.1 动态跟踪路径延时
        3.6.2 差分卫星导航系统延时数据模拟器
    3.7 本章小结
第4章 组合导航自适应滤波方法研究
    4.1 引言
    4.2 姿态表示方法
    4.3 组合导航姿态模型
        4.3.1 组合姿态估计状态模型
        4.3.2 组合姿态估计观测模型
    4.4 算法实现
        4.4.1 开关自适应无迹卡尔曼滤波组合导航姿态估计算法
        4.4.2 参数切换无迹卡尔曼滤波组合导航姿态估计算法
    4.5 仿真分析
        4.5.1 仿真初始条件
        4.5.2 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3719650