基于Qt平台的惯导对准模拟仿真系统的设计与实现
发布时间：2021-02-15 13:03
捷联惯性导航系统对准算法设计以及性能测试需要大量的实验数据,然而以实物作为基础进行测试势必将会导致系统开发周期过长、成本增加。所以,惯导对准仿真模拟系统的设计是一个热门课题,仿真实验成为验证惯导对准的热门方法。为了给仿真平台中惯导对准实验提供技术支撑,本论文开展基于Qt平台的惯导对准仿真系统的设计研究,主要内容如下:首先,针对捷联惯性导航系统的工作原理进行阐述,根据实际功能的需求及系统平台的设计原则,进行仿真平台研究方案的设计。基于实际惯导对准工作中当GPS失效,及惯导系统长期工作精确度会有所下降考虑,启用母舰上的SAR进行惯导对准。本文使用外部信息合成孔径雷达（SAR）辅助惯导对准,以飞行器运载体导航对准系统为研究对象,实现惯导对准算法。其次,为了能够满足系统在不同运动轨迹下的仿真要求,本文分析了飞行器不同运动方式的数学特性,通过设计运动轨迹发生器生成了载体的运动轨迹,并得到与轨迹相对应的惯导模拟数据,为惯导对准的仿真研究提供了数据来源。还针对飞行器运载体运动轨迹模块在叠加过程中,由于参数突变导致的惯性器件输出信息误差较大的问题,本文提出相邻模块的边界条件方法提高数据精度,实现了模块...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景以及研究意义
1.2 国内外研究发展历程与现状
1.2.1 合成孔径雷达国内外研究现状
1.2.2 惯导对准技术的研究现状
1.2.3 计算机仿真技术的发展现状
1.3 论文主要工作和结构安排
第2章 惯性导航系统原理及仿真平台的总体设计方案
2.1 捷联式惯性导航系统原理
2.1.1 常用坐标系定义及转换关系
2.1.2 捷联惯导系统的基本方程
2.2 卡尔曼滤波理论
2.3 系统仿真平台总体设计方案
2.3.1 功能及性能需求
2.3.2 计算机仿真设计思想
2.3.3 系统平台总体设计原则
2.3.4 仿真平台的研究方案
2.4 本章小结
第3章 载体轨迹发生器与惯导对准算法的设计
3.1 载体运动轨迹发生器的设计
3.1.1 载体典型运动方式的数学模型
3.1.2 典型运动方式状态分析
3.2 载体运动轨迹生成算法
3.2.1 姿态数据生成算法
3.2.2 速度及位置数据生成算法
3.2.3 飞行器运载体运动模块的无缝衔接
3.3 惯性器件数据生成算法
3.4 SAR辅助SINS对准算法设计
3.4.1 SAR工作原理
3.4.2 SAR辅助对准基本原理
3.4.3 SAR/SINS对准卡尔曼滤波器设计
3.5 本章小结
第4章 基于Qt平台的三维视景显示实现
4.1 Qt平台与MFC平台的优势
4.1.1 工作机制不同
4.1.2 界面开发效率
4.1.3 国际化
4.2 飞行器运载体建模
4.3 飞行器运载体模型导入实现
4.3.1 3DS文件的读取与控制
4.3.2 三维模型的真实感处理
4.4 飞行器运载体运动的实现与控制
4.4.1 拾取机制
4.4.2 载体运动实现
4.5 本章小结
第5章 系统软件实现及实验验证
5.1 仿真系统实现研究
5.1.1 平台基础
5.1.2 仿真界面实现
5.1.3 仿真系统的数据采集与应用
5.2 性能仿真验证
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于QCustomPlot和Qt的曲线绘制及显示技术[J]. 钟权,沈静波,路伟欣. 科技视界. 2017(06)
[2]基于OpenGL的虚拟海场景生成技术研究[J]. 张爱华,吴彦卓. 舰船电子工程. 2015(05)
[3]捷联式惯性导航仿真研究[J]. 谢木生,王恒升,罗涛. 计算机仿真. 2013(04)
[4]一种基于跨平台Qt的数控人机交互方法设计[J]. 徐东,刘敬猛,李善锋,陈柏成. 组合机床与自动化加工技术. 2012(07)
[5]OpenGL图形库在实现视景仿真中的应用[J]. 王彬,李文新,李得天,刘礼. 计算机工程. 2011(S1)
[6]速度与角速度双积分匹配传递对准[J]. 孔星炜,董景新,郭美凤. 清华大学学报(自然科学版). 2011(04)
[7]3DS文件读取、绘制与控制方法的研究与应用[J]. 刘芳,刘贤梅. 计算机工程与设计. 2009(19)
[8]平台式/捷联式惯导传递对准仿真平台的实现[J]. 钱伟行,刘建业,赵伟,汪叔华. 系统工程与电子技术. 2007(05)
[9]考虑载体弹性变形的两种传递对准方法的对比研究[J]. 胡健,周百令,程向红. 中国惯性技术学报. 2005(04)
[10]基于解析式轨迹的捷联惯导系统仿真研究[J]. 李建文,黄国荣,张宗麟. 弹箭与制导学报. 2005(S4)
博士论文
[1]弹载合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 彭岁阳.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真[D]. 李志刚.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于ARM的电能质量监测装置人机交互系统设计与研究[D]. 朱琳.大连海事大学 2014
[3]荒漠植物蒸渗观测场计算机监控系统研发与应用[D]. 王珊.兰州大学 2014
[4]高分辨率SAR图像质量提高技术研究[D]. 涂坤.国防科学技术大学 2013
[5]船用光纤陀螺捷联惯导系统初始对准技术研究[D]. 徐锐.哈尔滨工业大学 2013
[6]多功能捷联惯性导航仿真平台方案设计及实现[D]. 董良.南京航空航天大学 2013
[7]SINS/弹载SAR组合导航技术研究[D]. 马国强.哈尔滨工程大学 2013
[8]水利工程三维可视化仿真系统真实感实现[D]. 魏莹.天津大学 2012
[9]SAR/INS组合测速定位技术研究[D]. 安涛.国防科学技术大学 2012
[10]舰载武器惯导系统传递对准仿真验证系统的研究与设计[D]. 罗彬.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3034899
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景以及研究意义
1.2 国内外研究发展历程与现状
1.2.1 合成孔径雷达国内外研究现状
1.2.2 惯导对准技术的研究现状
1.2.3 计算机仿真技术的发展现状
1.3 论文主要工作和结构安排
第2章 惯性导航系统原理及仿真平台的总体设计方案
2.1 捷联式惯性导航系统原理
2.1.1 常用坐标系定义及转换关系
2.1.2 捷联惯导系统的基本方程
2.2 卡尔曼滤波理论
2.3 系统仿真平台总体设计方案
2.3.1 功能及性能需求
2.3.2 计算机仿真设计思想
2.3.3 系统平台总体设计原则
2.3.4 仿真平台的研究方案
2.4 本章小结
第3章 载体轨迹发生器与惯导对准算法的设计
3.1 载体运动轨迹发生器的设计
3.1.1 载体典型运动方式的数学模型
3.1.2 典型运动方式状态分析
3.2 载体运动轨迹生成算法
3.2.1 姿态数据生成算法
3.2.2 速度及位置数据生成算法
3.2.3 飞行器运载体运动模块的无缝衔接
3.3 惯性器件数据生成算法
3.4 SAR辅助SINS对准算法设计
3.4.1 SAR工作原理
3.4.2 SAR辅助对准基本原理
3.4.3 SAR/SINS对准卡尔曼滤波器设计
3.5 本章小结
第4章 基于Qt平台的三维视景显示实现
4.1 Qt平台与MFC平台的优势
4.1.1 工作机制不同
4.1.2 界面开发效率
4.1.3 国际化
4.2 飞行器运载体建模
4.3 飞行器运载体模型导入实现
4.3.1 3DS文件的读取与控制
4.3.2 三维模型的真实感处理
4.4 飞行器运载体运动的实现与控制
4.4.1 拾取机制
4.4.2 载体运动实现
4.5 本章小结
第5章 系统软件实现及实验验证
5.1 仿真系统实现研究
5.1.1 平台基础
5.1.2 仿真界面实现
5.1.3 仿真系统的数据采集与应用
5.2 性能仿真验证
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于QCustomPlot和Qt的曲线绘制及显示技术[J]. 钟权,沈静波,路伟欣. 科技视界. 2017(06)
[2]基于OpenGL的虚拟海场景生成技术研究[J]. 张爱华,吴彦卓. 舰船电子工程. 2015(05)
[3]捷联式惯性导航仿真研究[J]. 谢木生,王恒升,罗涛. 计算机仿真. 2013(04)
[4]一种基于跨平台Qt的数控人机交互方法设计[J]. 徐东,刘敬猛,李善锋,陈柏成. 组合机床与自动化加工技术. 2012(07)
[5]OpenGL图形库在实现视景仿真中的应用[J]. 王彬,李文新,李得天,刘礼. 计算机工程. 2011(S1)
[6]速度与角速度双积分匹配传递对准[J]. 孔星炜,董景新,郭美凤. 清华大学学报(自然科学版). 2011(04)
[7]3DS文件读取、绘制与控制方法的研究与应用[J]. 刘芳,刘贤梅. 计算机工程与设计. 2009(19)
[8]平台式/捷联式惯导传递对准仿真平台的实现[J]. 钱伟行,刘建业,赵伟,汪叔华. 系统工程与电子技术. 2007(05)
[9]考虑载体弹性变形的两种传递对准方法的对比研究[J]. 胡健,周百令,程向红. 中国惯性技术学报. 2005(04)
[10]基于解析式轨迹的捷联惯导系统仿真研究[J]. 李建文,黄国荣,张宗麟. 弹箭与制导学报. 2005(S4)
博士论文
[1]弹载合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 彭岁阳.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真[D]. 李志刚.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于ARM的电能质量监测装置人机交互系统设计与研究[D]. 朱琳.大连海事大学 2014
[3]荒漠植物蒸渗观测场计算机监控系统研发与应用[D]. 王珊.兰州大学 2014
[4]高分辨率SAR图像质量提高技术研究[D]. 涂坤.国防科学技术大学 2013
[5]船用光纤陀螺捷联惯导系统初始对准技术研究[D]. 徐锐.哈尔滨工业大学 2013
[6]多功能捷联惯性导航仿真平台方案设计及实现[D]. 董良.南京航空航天大学 2013
[7]SINS/弹载SAR组合导航技术研究[D]. 马国强.哈尔滨工程大学 2013
[8]水利工程三维可视化仿真系统真实感实现[D]. 魏莹.天津大学 2012
[9]SAR/INS组合测速定位技术研究[D]. 安涛.国防科学技术大学 2012
[10]舰载武器惯导系统传递对准仿真验证系统的研究与设计[D]. 罗彬.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3034899
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3034899.html
