车载光纤捷联惯导的快速对准关键技术研究

发布时间：2024-02-13 21:54

　　惯导系统研究的重点是提高初始对准的性能。特别是在军用领域中,精度高,抗干扰强,反应迅速的导航装备是现代高科技战争对其的必然要求。本文的研究目标是缩短车载捷联惯导系统的初始对准时间,最终实现的对准性能指标是:对准精度优于0.06°/cosФ时,对准时间少于5min。主要研究工作包括以下几方面:1.对捷联惯导系统的方程、姿态更新算法及误差方程进行了推导。2.给出了定位定向组件的硬件电路设计,包括导航计算机的电路方案的设计和核心处理电路的设计。3.对车载晃动基座情况下的干扰信号进行了分析,说明了车载晃动基座情况下进行对准预滤波的必要性,然后对最小二乘拟合、FIR、IIR滤波、小波对准预滤波方法进行了理论分析,通过比较,选定了EMD滤波进行预滤波方法研究。为解决EMD端点效应和模态混叠问题,基于极值点的相关性来抑制端点效应,基于奇异值分解抑制模态混叠,改进了EMD滤波方法。进行车载对准实验,采集车载基座下惯性仪器的输出数据,对其进行滤波,验证改进后的预滤波方案的有效性,设计的EMD预滤波方案有利于本课题后续的快速对准方法的进行。4.对三种粗对准方法的对准误差进行了推导和分析,最后针对本文的车载...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及目的
    1.2 光纤陀螺捷联惯导系统的发展现状
    1.3 对准预滤波的研究现状
    1.4 车载捷联惯导初始对准技术的研究现状
    1.5 论文主要研究内容与工作安排
2 定位定向组件的硬件电路
    2.1 导航计算机电路方案
    2.2 核心处理电路
    2.3 本章小结
3 捷联惯导系统
    3.1 坐标系位置关系
    3.2 捷联惯导系统原理
        3.2.1 捷联惯导系统基本原理
        3.2.2 捷联惯导系统基本方程
    3.3 捷联惯导系统的姿态更新算法
    3.4 捷联惯导误差分析
        3.4.1 姿态误差方程
        3.4.2 速度误差方程
        3.4.3 位置误差方程
    3.5 本章小结
4 初始对准预滤波方法研究
    4.1 几种对准预滤波方法比较
        4.1.1 时域滤波
        4.1.2 频域滤波
        4.1.3 时频结合滤波
    4.2 EMD滤波
        4.2.1 EMD方法基本思想
        4.2.2 EMD滤波过程
    4.3 存在问题及改进
        4.3.1 端点效应
        4.3.2 模态混叠
    4.4 实验及分析
    4.5 本章小结
5 车载捷联惯导系统快速对准技术研究
    5.1 粗对准方法研究
        5.1.1 解析粗对准及误差分析
        5.1.2 惯性系粗对准及误差分析
        5.1.3 凝固惯性系粗对准及误差分析
    5.3 卡尔曼滤波精对准
        5.3.1 卡尔曼滤波理论
        5.3.2 卡尔曼滤波模型
    5.4 无迹卡尔曼滤波精对准
        5.4.1 无迹变换
        5.4.2 无迹卡尔曼滤波算法
    5.5 UKF精对准算法改进
        5.5.1 UT变换改进
        5.5.2 非线性误差方程
        5.5.3 UKF滤波模型
        5.5.4 滤波方案
        5.5.5 仿真验证
    5.6 车载快速对准方案设计
    5.7 本章小结
6 对准实验验证
    6.1 依据文件
    6.2 指标要求
    6.3 静基座对准实验
        6.3.1 水平基座对准精度实验
        6.3.2 倾斜基座对准精度实验
        6.3.3 高低温对准实验
    6.4 车载对准实验
        6.4.1 怠速对准实验
        6.4.2 跑车实验
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3897266