船载星光/惯性组合导航系统校准技术研究
发布时间：2023-11-04 16:31
导航系统作为现代军事武器装备关键部件,其导航精度和可靠性决定了导航任务是否能够顺利完成和作战任务完成的速度和质量。为提高导航系统的性能,满足舰船长航时、远航程导航需求,并降低对卫星导航的依赖,论文引入星光导航与惯性导航进行组合成无源组合导航系统,该组合系统具备高精度、高可靠性、自主性和隐蔽性的特点,能极大提高舰船的生存能力。论文以国家重大科学仪器设备开发专项“全天时高精度星光定向仪开发与应用—星光定向仪在船舶平台的应用开发”项目为技术背景,从理论和工程实现两方面对船载星光/惯性组合导航系统关键技术展开研究。针对船载环境,根据星光/惯性组合系统设备形态,设计了相应总体方案和系统标校方案;在星光/惯性组合导航系统误差分析、组合模式研究的基础上,设计了组合对准、系统重调方案;最后利用星光/惯性组合系统初样机进行了试验验证。论文的主要研究内容有:(1)舰载星光/惯性组合导航系统总体方案设计和工作模式研究。针对船载环境特点,对惯性元件和星敏感器参数进行指标分解;对星光导航设备主要发展及研制方向进行了讨论,从星敏感器光学参数设计、电路设计、星敏感器波段选择等多方面提出了船载星光导航设备配置方案;比...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和意义
1.3 船载星光/惯性组合导航技术发展现状
1.3.1 星光导航技术发展现状
1.3.2 船载星光/惯性组合导航技术发展现状
1.4 船载星光/惯性组合导航关键技术
1.5 论文主要工作内容
第2章 星光/惯性组合导航系统总体方案
2.1 船载星光/惯性组合导航系统总体设计要求
2.1.1 总体设计要求
2.1.2 船载星光导航总体设计要求
2.2 船载星光导航总体设计方案
2.2.1 星敏参数设计准则
2.2.2 星敏参数影响因素
2.2.3 星敏电路方案设计
2.3 设备形态和工作模式
2.3.1 全平台式工作模式
2.3.2 半平台式工作模式
2.3.3 全捷联式工作模式比较
2.4 星光/惯性组合初样机
2.4.1 样机的组成
2.4.2 样机工作方式
2.4.3 样机方案控制流程实现
2.5 本章小结
第3章 星光/惯性组合导航系统标校方案
3.1 坐标系及转换关系
3.1.1 坐标系定义
3.1.2 坐标系转换关系
3.2 系统标校方案
3.2.1 标校条件及要求
3.2.2 标校流程
3.2.3 系统标校方法
3.3 标校误差
3.3.1 轴系传递误差
3.3.2 轴系传递误差仿真
3.3.3 尺寸效应误差
3.3.4 标校误差分析
3.4 本章小结
第4章 星光/惯性组合模式研究
4.1 星光导航误差分析
4.1.1 星光导航定姿、定位原理
4.1.2 惯导水平姿态误差对星光定姿的影响
4.1.3 仿真分析
4.2 星光/惯性组合导航模型
4.2.1 惯导误差模型
4.2.2 简单组合模型
4.2.3 基于星光校正陀螺漂移组合模型
4.2.4 基于星光全面校正组合模式
4.3 主从滤波组合模式
4.3.1 主从模式原理
4.3.2 仿真分析
4.4 本章小结
第5章 星光/惯性组合对准和系统重调方案
5.1 组合对准基本原理
5.1.1 粗对准
5.1.2 精对准
5.2 星光/惯性组合系统系泊对准
5.2.1 系泊组合对准原理
5.2.2 加权递推最小二乘法
5.2.3 组合精对准
5.2.4 仿真分析
5.3 星光/惯性组合系统航行对准
5.3.1 北斗辅助下星光/惯性组合海上对准
5.3.2 仿真分析
5.4 基于水平阻尼星光/惯性组合校准方案
5.4.1 水平阻尼网络的选取
5.4.2 阻尼系统的基本方程
5.4.3 阻尼系统的误差方程
5.4.4 基于水平阻尼条件的组合卡尔曼滤波器
5.5 星光/惯性组合校准
5.5.1 点校方案
5.5.2 综合校准
5.5.3 基于水平阻尼综合校准仿真
5.6 本章小结
第6章 星光/惯性组合初样机试验分析
6.1 星光/惯性组合导航试验分析
6.2 星光/惯性组合对准试验分析
6.3 星光/惯性重调验证分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3860668
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和意义
1.3 船载星光/惯性组合导航技术发展现状
1.3.1 星光导航技术发展现状
1.3.2 船载星光/惯性组合导航技术发展现状
1.4 船载星光/惯性组合导航关键技术
1.5 论文主要工作内容
第2章 星光/惯性组合导航系统总体方案
2.1 船载星光/惯性组合导航系统总体设计要求
2.1.1 总体设计要求
2.1.2 船载星光导航总体设计要求
2.2 船载星光导航总体设计方案
2.2.1 星敏参数设计准则
2.2.2 星敏参数影响因素
2.2.3 星敏电路方案设计
2.3 设备形态和工作模式
2.3.1 全平台式工作模式
2.3.2 半平台式工作模式
2.3.3 全捷联式工作模式比较
2.4 星光/惯性组合初样机
2.4.1 样机的组成
2.4.2 样机工作方式
2.4.3 样机方案控制流程实现
2.5 本章小结
第3章 星光/惯性组合导航系统标校方案
3.1 坐标系及转换关系
3.1.1 坐标系定义
3.1.2 坐标系转换关系
3.2 系统标校方案
3.2.1 标校条件及要求
3.2.2 标校流程
3.2.3 系统标校方法
3.3 标校误差
3.3.1 轴系传递误差
3.3.2 轴系传递误差仿真
3.3.3 尺寸效应误差
3.3.4 标校误差分析
3.4 本章小结
第4章 星光/惯性组合模式研究
4.1 星光导航误差分析
4.1.1 星光导航定姿、定位原理
4.1.2 惯导水平姿态误差对星光定姿的影响
4.1.3 仿真分析
4.2 星光/惯性组合导航模型
4.2.1 惯导误差模型
4.2.2 简单组合模型
4.2.3 基于星光校正陀螺漂移组合模型
4.2.4 基于星光全面校正组合模式
4.3 主从滤波组合模式
4.3.1 主从模式原理
4.3.2 仿真分析
4.4 本章小结
第5章 星光/惯性组合对准和系统重调方案
5.1 组合对准基本原理
5.1.1 粗对准
5.1.2 精对准
5.2 星光/惯性组合系统系泊对准
5.2.1 系泊组合对准原理
5.2.2 加权递推最小二乘法
5.2.3 组合精对准
5.2.4 仿真分析
5.3 星光/惯性组合系统航行对准
5.3.1 北斗辅助下星光/惯性组合海上对准
5.3.2 仿真分析
5.4 基于水平阻尼星光/惯性组合校准方案
5.4.1 水平阻尼网络的选取
5.4.2 阻尼系统的基本方程
5.4.3 阻尼系统的误差方程
5.4.4 基于水平阻尼条件的组合卡尔曼滤波器
5.5 星光/惯性组合校准
5.5.1 点校方案
5.5.2 综合校准
5.5.3 基于水平阻尼综合校准仿真
5.6 本章小结
第6章 星光/惯性组合初样机试验分析
6.1 星光/惯性组合导航试验分析
6.2 星光/惯性组合对准试验分析
6.3 星光/惯性重调验证分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3860668
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