惯性/地磁组合导航算法仿真及系统关键模块设计

发布时间：2021-05-19 16:51

　　地磁导航是一种全自主导航方式,具有长期稳定、全球覆盖、全天候等特点。惯性导航系统与地磁导航系统以特定方式进行组合,可以有效借助地磁物理场降低惯性导航系统的累积误差,从而提高惯导系统的导航精度。搭建惯性/地磁组合导航仿真系统,研究地磁/惯性组合导航理论模型及算法,可为未来开展组合导航半实物仿真及演示验证等奠定理论基础。本文在分析地磁导航基本原理的基础之上,对地磁/惯性组合导航仿真系统进行深入研究,并对其中相关技术进行了仿真和部分模块的硬件实现。具体研究内容包括:本文首先介绍了地磁匹配导航的基本理论,包括地磁场的基本特征、描述方法及地磁匹配导航的基本原理,对地磁/惯性组合导航仿真系统组成及各模块基本功能进行描述。对高精度磁测量技术的原理和实现方法进行研究,建立三轴磁力仪的误差模型,并利用实测数据进行校正,实验结果表明该方法能够有效提高三轴磁力仪的磁场测量精度。其次,对最近等值线点迭代ICCP算法以及基于相关极值原理的MAGCOM地磁导航算法开展研究。对惯性导航系统进行建模,研究惯性/地磁紧组合与松组合导航算法,结果表明紧组合有更好的误差校正效果。针对松组合中ICCP算法的缺点,分别提出了基... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 惯性/地磁组合导航国内外研究进展
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文的主要工作
2 地磁导航的基本原理
    2.1 地磁场与地磁导航
        2.1.1 地磁场的基本特征
        2.1.2 地磁场的描述方法
        2.1.3 地磁导航的基本原理
    2.2 惯性/地磁组合导航仿真关键技术
        2.2.1 地磁基准图的获取
        2.2.2 高精度磁场测量技术
        2.2.3 地磁导航算法
    2.3 本章小结
3 高精度磁测量及校准技术
    3.1 磁传感器的误差分析及建模
    3.2 基于最小二乘法的三轴磁力仪误差校正
    3.3 校正算法的硬件实现
        3.3.1 硬件实现原理
        3.3.2 校正实验过程
    3.4 本章小结
4 地磁导航算法研究
    4.1 地磁导航算法研究及仿真
        4.1.1 MAGCOM算法
        4.1.2 ICCP算法
    4.2 惯性/地磁组合导航算法研究及仿真
        4.2.1 惯性导航系统误差模型
        4.2.2 UKF算法基本原理
        4.2.3 惯性/地磁紧组合导航算法
        4.2.4 惯性/地磁松组合导航算法
    4.3 基于改进ICCP算法的组合导航算法研究
        4.3.1 单点移位序列ICCP算法
        4.3.2 基于Procrustes分析的ICCP算法
        4.3.3 改进算法的仿真和分析
    4.4 本章小结
5 惯性/地磁组合导航仿真系统设计
    5.1 惯性/地磁组合导航仿真系统设计
    5.2 硬件平台的搭建
        5.2.1 高精度磁场测量硬件的组成
        5.2.2 导航解算硬件的组成
    5.3 系统软件设计
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁匹配导航半实物仿真方案设计及关键技术分析[J]. 吕志峰,孙渊,张金生,王仕成,李婷.  电光与控制. 2015(02)
[2]基于自适应遗传算法的三轴磁强计误差校正方法[J]. 卢兆兴,张金生,王仕成,蔡欣华.  传感技术学报. 2014(03)
[3]自适应SA-ACO地磁匹配导航算法[J]. 王跃钢,贾磊,单斌,严涛.  中国惯性技术学报. 2014(01)
[4]基于高斯牛顿迭代算法的三轴磁强计校正[J]. 庞鸿锋,潘孟春,王伟,张琦,罗诗途.  仪器仪表学报. 2013(07)
[5]载体干扰磁场补偿方法[J]. 李季,张琦,潘孟春,罗飞路.  国防科技大学学报. 2013(03)
[6]水下地磁/惯性组合导航试验分析[J]. 穆华,吴志添,吴美平.  中国惯性技术学报. 2013(03)
[7]基于无迹卡尔曼滤波和设备的三轴磁强计校正[J]. 庞鸿锋,潘孟春,陈棣湘,罗诗途,罗飞路.  仪器仪表学报. 2012(08)
[8]基于线性化参数模型的三轴磁场传感器校准方法[J]. 张琦,潘孟春,陈棣湘,庞鸿峰.  传感技术学报. 2012(02)
[9]基于地形熵和ICCP算法的水下辅助导航组合方法研究[J]. 吴宏悦.  舰船科学技术. 2011(S1)
[10]双线性插值在地磁导航中的应用[J]. 陈丽,车振.  水雷战与舰船防护. 2011(01)

博士论文
[1]惯性/地磁匹配组合导航相关技术研究[D]. 朱占龙.东南大学 2015
[2]INS/地磁匹配组合导航系统技术研究[D]. 梁莹.哈尔滨工程大学 2010
[3]地磁导航关键技术研究[D]. 寇义民.哈尔滨工业大学 2010
[4]基于重力和环境特征的水下导航定位方法研究[D]. 王文晶.哈尔滨工程大学 2009
[5]水下潜器的地形匹配辅助定位技术研究[D]. 刘承香.哈尔滨工程大学 2003

硕士论文
[1]一种航空地磁总场测量软补偿技术研究[D]. 郭昌华.吉林大学 2016
[2]基于ICCP地磁导航算法的FPGA实现[D]. 万胜伟.哈尔滨工程大学 2015
[3]地磁辅助惯性导航系统研究[D]. 陈冲.哈尔滨工业大学 2014
[4]地磁匹配辅助惯性导航技术研究[D]. 白俊林.哈尔滨工业大学 2014
[5]基于巨磁阻抗效应的地磁导航研究[D]. 高军科.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3196106