纬度信息受限条件下捷联惯导系统的初始对准方法研究
发布时间：2020-12-05 12:49
初始对准是捷联惯性导航系统的重要技术之一,初始对准的对准时间和对准精度是衡量捷联惯性导航系统性能的两大指标。因此,初始对准在SINS中十分重要,国内外关于此项工作的诸多研究成果也相对成熟。然而,如何在纬度信息受限条件下,尤其是动态环境中完成SINS初始对准仍然是一个亟待解决的关键问题。这项工作也十分具有研究意义。在某些特殊环境中,例如树林、地下、深海等复杂条件,有时无法利用GPS等设备获取纬度信息,这就必须依靠惯性传感器自身的测量信息来完成SINS的初始对准工作;在某些情况下的初始对准只要求姿态信息的准确度,而不要求位置信息的准确度。本文针对纬度信息受限条件下的惯性导航系统初始对准问题展开研究,利用加速度计和陀螺仪的实时输出,自主地完成纬度估计以及初始对准。本文的研究工作主要分为以下几个方面:首先,分析了纬度信息受限或者说纬度未知对SINS初始对准工作的影响。经分析以及理论推导可知,初始对准离不开纬度信息,并进一步量化了纬度误差对姿态角误差的影响。对于动态条件下的双矢量定姿来说,俯仰角误差与纬度误差成正比。因此,纬度未知条件下,利用双矢量定姿进行初始对准的前提是估算出精度较高的纬度值。...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卡尔曼数据流SINS的模型可以描述为：
哈尔滨工程大学硕士学位论文值以及变化范围都会相应的增大。件时，陀螺输出误差量以及加速度计输出误到一个数量级时，纬度估计误差值 δ L可能计方法显然不适用于动基座中。下纬度自估计方法，陀螺仪输出的误差量可能与地球自转角度虑仅由加速度计的输出来完成纬度值的估矢量在惯性系中的投影在同一个圆锥平面上SINS惯性系的纬度自估计方法。首先由不同何关系来入手，如图 3.3 所示：
32图 3.4 摇摆基座下纬度自估计仿真结果图纬度自估计方法速度积分的纬度估计算法干扰导致的加速度计测量噪声主要是白噪声，白噪声的特点是经过一于零。因此，考虑对两个不同时刻的重力加速度矢量01(t )big 、02(t )big 度积分，以此来抑制和补偿载体线振动的干扰。那么可以得到如下关0 01 20 0 0 01 1 2 2( )cos( ) ( )ib T ibib T ib ib T ibv vav v v vθ = 110( )t tibtg t dt+Δ ，220 02( )t tib ibtv g t dt+Δ= ， Δt 表示积分时间。当积分时间 Δt 量时，通过泰勒展开并忽略小量，有公式(3-29)、(3-30)成立：2 21 21 21 1 2 2( ) ( )cos cos[ ( )] sin( ) ( ) ( ) ( )i T iiei T i i T ig t g tL t t Lg t g t g t g t= ω +
【参考文献】：
期刊论文
[1]未知纬度下基于正交基构建的SINS直接解析对准方法[J]. 郑振宇,杨常青,唐君. 航天控制. 2018(01)
[2]未知纬度的捷联惯导系统晃动基座自对准方法（英文）[J]. 吕维维,程向红. 中国惯性技术学报. 2017(03)
[3]未知纬度条件下基于重力视运动与小波去噪的SINS自对准方法[J]. 刘锡祥,杨燕,黄永江,宋清. 中国惯性技术学报. 2016(03)
[4]纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准[J]. 王跃钢,杨家胜,杨波. 航空学报. 2012(12)
[5]基于惯性参考系的动基座初始对准与定位导航[J]. 严恭敏,翁浚,白亮,秦永元. 系统工程与电子技术. 2011(03)
[6]小角度晃动干扰下解析粗对准的误差分析[J]. 周琪,秦永元,赵长山. 系统工程与电子技术. 2010(07)
[7]自适应Kalman滤波在SINS初始对准中的应用[J]. 苏宛新,黄春梅,刘培伟,马明龙. 中国惯性技术学报. 2010(01)
[8]基于双矢量定姿的摇摆基座粗对准算法分析与实验[J]. 赵长山,秦永元,白亮. 中国惯性技术学报. 2009(04)
[9]一种适用于SINS动基座初始对准的新算法[J]. 严恭敏,秦永元,卫育新,张立川,徐德民,严卫生. 系统工程与电子技术. 2009(03)
[10]卡尔曼滤波在捷联惯导系统初始对准中的应用[J]. 周亢,闫建国. 计算机仿真. 2008(09)
博士论文
[1]高动态环境捷联惯导算法研究[D]. 奔粤阳.哈尔滨工程大学 2008
[2]机抖激光陀螺捷联惯导系统的初步探索[D]. 王宇.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]动态干扰条件下捷联惯导的纬度未知自对准方法研究[D]. 赵健.北京工业大学 2016
[2]捷联惯导系统动基座初始对准算法及其并行化实现研究[D]. 王凯利.浙江大学 2013
[3]捷联惯导系统动基座对准误差研究[D]. 车延庭.哈尔滨工程大学 2012
[4]惯导平台车载试验的仿真系统及辨识方法研究[D]. 郭庆叶.哈尔滨工业大学 2008
[5]旋转方位和大失准角下的捷联惯导初始对准算法研究[D]. 赵文芳.南京航空航天大学 2008
[6]捷联惯导系统导航算法研究[D]. 王晓迪.哈尔滨工程大学 2007
[7]捷联惯性系统初始对准研究[D]. 赵睿.东南大学 2006
本文编号：2899478
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卡尔曼数据流SINS的模型可以描述为：
哈尔滨工程大学硕士学位论文值以及变化范围都会相应的增大。件时，陀螺输出误差量以及加速度计输出误到一个数量级时，纬度估计误差值 δ L可能计方法显然不适用于动基座中。下纬度自估计方法，陀螺仪输出的误差量可能与地球自转角度虑仅由加速度计的输出来完成纬度值的估矢量在惯性系中的投影在同一个圆锥平面上SINS惯性系的纬度自估计方法。首先由不同何关系来入手，如图 3.3 所示：
32图 3.4 摇摆基座下纬度自估计仿真结果图纬度自估计方法速度积分的纬度估计算法干扰导致的加速度计测量噪声主要是白噪声，白噪声的特点是经过一于零。因此，考虑对两个不同时刻的重力加速度矢量01(t )big 、02(t )big 度积分，以此来抑制和补偿载体线振动的干扰。那么可以得到如下关0 01 20 0 0 01 1 2 2( )cos( ) ( )ib T ibib T ib ib T ibv vav v v vθ = 110( )t tibtg t dt+Δ ，220 02( )t tib ibtv g t dt+Δ= ， Δt 表示积分时间。当积分时间 Δt 量时，通过泰勒展开并忽略小量，有公式(3-29)、(3-30)成立：2 21 21 21 1 2 2( ) ( )cos cos[ ( )] sin( ) ( ) ( ) ( )i T iiei T i i T ig t g tL t t Lg t g t g t g t= ω +
【参考文献】：
期刊论文
[1]未知纬度下基于正交基构建的SINS直接解析对准方法[J]. 郑振宇,杨常青,唐君. 航天控制. 2018(01)
[2]未知纬度的捷联惯导系统晃动基座自对准方法（英文）[J]. 吕维维,程向红. 中国惯性技术学报. 2017(03)
[3]未知纬度条件下基于重力视运动与小波去噪的SINS自对准方法[J]. 刘锡祥,杨燕,黄永江,宋清. 中国惯性技术学报. 2016(03)
[4]纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准[J]. 王跃钢,杨家胜,杨波. 航空学报. 2012(12)
[5]基于惯性参考系的动基座初始对准与定位导航[J]. 严恭敏,翁浚,白亮,秦永元. 系统工程与电子技术. 2011(03)
[6]小角度晃动干扰下解析粗对准的误差分析[J]. 周琪,秦永元,赵长山. 系统工程与电子技术. 2010(07)
[7]自适应Kalman滤波在SINS初始对准中的应用[J]. 苏宛新,黄春梅,刘培伟,马明龙. 中国惯性技术学报. 2010(01)
[8]基于双矢量定姿的摇摆基座粗对准算法分析与实验[J]. 赵长山,秦永元,白亮. 中国惯性技术学报. 2009(04)
[9]一种适用于SINS动基座初始对准的新算法[J]. 严恭敏,秦永元,卫育新,张立川,徐德民,严卫生. 系统工程与电子技术. 2009(03)
[10]卡尔曼滤波在捷联惯导系统初始对准中的应用[J]. 周亢,闫建国. 计算机仿真. 2008(09)
博士论文
[1]高动态环境捷联惯导算法研究[D]. 奔粤阳.哈尔滨工程大学 2008
[2]机抖激光陀螺捷联惯导系统的初步探索[D]. 王宇.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]动态干扰条件下捷联惯导的纬度未知自对准方法研究[D]. 赵健.北京工业大学 2016
[2]捷联惯导系统动基座初始对准算法及其并行化实现研究[D]. 王凯利.浙江大学 2013
[3]捷联惯导系统动基座对准误差研究[D]. 车延庭.哈尔滨工程大学 2012
[4]惯导平台车载试验的仿真系统及辨识方法研究[D]. 郭庆叶.哈尔滨工业大学 2008
[5]旋转方位和大失准角下的捷联惯导初始对准算法研究[D]. 赵文芳.南京航空航天大学 2008
[6]捷联惯导系统导航算法研究[D]. 王晓迪.哈尔滨工程大学 2007
[7]捷联惯性系统初始对准研究[D]. 赵睿.东南大学 2006
本文编号：2899478
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