激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正技术研究

发布时间：2017-04-18 21:19

  本文关键词：激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：将零速修正技术应用于激光陀螺捷联惯性导航系统，可以在不增加成本的情况下提高激光陀螺捷联惯性导航系统的定位精度零速修正利用惯性导航系统停车时的速度输出作为速度误差的观测量，进而对位置姿态等其他误差进行校正，方法廉价而有效常见的零速修正方法有二次曲线拟合零速修正卡尔曼滤波零速修正等二次曲线拟合零速修正即是根据惯性导航系统在停车区间的速度输出求出二次曲线速度误差方程的三个待定系数，进而估计出两个停车点之间的位置误差并补偿，以提高惯性导航系统的定位精度卡尔曼滤波法则是利用停车时的速度输出作为观测量，根据惯性导航系统的误差方程，能较全面地估计系统的速度误差位置误差姿态角误差等并进行补偿，以降低惯性导航系统累积的各项误差 二次曲线拟合零速修正方法简单，但是样本利用率低，并且要求载体停车时间间隔较短卡尔曼滤波法的误差估计效果对参数较敏感，需要对滤波器参数进行反复调整，误差估计精度需要经过几次停车后才能达到最优，而开始的几次修正可能效果并不理想，并且系统特性若发生变化可能严重影响误差估计效果本文在分别对二次曲线拟合零速修正方法和卡尔曼滤波零速修正方法进行研究以及采用实际跑车数据进行仿真验证的基础上，提出了基于支持向量机回归曲线拟合的零速修正方法基于支持向量机回归曲线拟合零速修正可采用机器学习，充分利用载体停车区间的速度误差样本，按照误差最小准则，来拟合速度误差，并在此基础上对位置误差进行补偿修正基于支持向量机回归曲线拟合零速修正在载体停车时间间隔较长的情况下对速度误差精度的拟合亦能比较准确，因此可用于停车时间间隔较长情况下的零速修正 停车区间的判定对零速修正而言十分重要，因此论文同时也探究了停车区间的判定方法，，分别采用加速度幅值检测器加速度均方差检测器角速度能量检测器对停车区间进行检测，并给出了仿真验证结果，由仿真实验结果知三种零速检测器都能较精确地检测出停车区间
【关键词】：激光陀螺捷联惯性导航 零速修正 二次曲线拟合 卡尔曼滤波 支持向量机 零速检测器
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN96
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 本论文研究的背景和意义11-12
• 1.2 激光陀螺捷联惯性导航系统12
• 1.3 零速修正技术12-14
• 1.4 支持向量机拟合14-15
• 1.5 论文主要内容安排15-16
• 第2章 捷联惯性导航系统基本原理16-28
• 2.1 符号的约定及地球参数16-17
• 2.1.1 符号的约定16
• 2.1.2 地球参数16-17
• 2.2 常用坐标系及其相互转换17-20
• 2.2.1 常用坐标系17-18
• 2.2.2 坐标系之间的转换18-20
• 2.3 激光陀螺捷联惯性导航系统硬件构成及系统指标20-22
• 2.4 捷联惯性导航系统导航算法22-24
• 2.4.1 姿态表示方法及其转换关系22-23
• 2.4.2 速度更新算法23
• 2.4.3 姿态更新算法23-24
• 2.4.4 位置更新算法24
• 2.5 捷联惯性导航系统误差方程24-27
• 2.5.1 速度误差方程25
• 2.5.2 位置误差方程25-26
• 2.5.3 姿态误差方程26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 二次曲线拟合零速修正技术28-42
• 3.1 零速修正简介28
• 3.2 二次曲线拟合零速修正原理28-29
• 3.3 实验验证29-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 卡尔曼滤波零速修正技术42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 卡尔曼滤波原理42-46
• 4.2.1 卡尔曼滤波基本方程42-45
• 4.2.2 系统转移矩阵和系统噪声方差阵的计算45-46
• 4.3 卡尔曼滤波法零速修正46-51
• 4.3.1 卡尔曼滤波零速修正原理46-49
• 4.3.2 实验验证49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 基于支持向量机回归曲线拟合零速修正技术研究52-58
• 5.1 支持向量机回归理论52-53
• 5.2 支持向量机回归算法的实现53-54
• 5.3 基于支持向量机回归曲线拟合的零速修正方法实现原理54-55
• 5.4 实验验证55-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第6章 零速检测器58-67
• 6.1 传感器模型和信号模型58-59
• 6.2 零速检测器59-60
• 6.3 实验验证60-66
• 6.4 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 缪玲娟,李春明,郭振西,杨勇;陆用捷联惯导系统/里程计自主式组合导航技术[J];北京理工大学学报;2004年09期

2 张家海,谢荣生,郝燕玲;船用捷联惯导系统姿态解算的研究[J];电机与控制学报;2000年02期

3 杨裕翠;俞阿龙;祝燕华;;基于卡尔曼滤波器的零速修正技术在导弹发射车中的应用研究[J];电气自动化;2010年01期

4 冯杨民;梁晶;;基于支持向量机的空间数据拟合[J];海洋测绘;2009年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 胡锐;惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D];南京理工大学;2010年

  本文关键词：激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：315789