捷联惯导传递对准性能优化关键技术研究
发布时间：2021-07-23 19:24
惯性导航系统是一套推算导航系统,以陀螺仪和加速度计为惯性敏感器件,通过对敏感器件测得的角速度和比力信息进行积分解算,可获得系统当前的姿态、速度、位置信息,其导航性能很大程度上取决于初始对准的精度。传递对准是一种重要的快速初始对准方法,其基本思想是将主子惯导的输出信息之差作为Kalman滤波器的观测量,然后利用Kalman滤波器递推估计失准角误差和惯性器件误差,并进行补偿。本文以捷联惯导系统为对象,围绕传递对准误差模型、匹配模式、滤波算法和外部信息辅助对准等领域开展研究,对其传递对准性能进行优化。首先,论文分析了解决传递对准问题所需的关键技术。同时考虑动态挠曲变形和杆臂效应两种误差因素来建立一体化误差模型,对现有文献涉及的速度误差方程和姿态误差方程重新推导并加以完善。其次,论文对采用不同的测量参数匹配和计算参数匹配的传递对准方案进行设计并给出了详细算法实现,在载体低动态条件下分别进行理论分析和仿真验证;为了充分利用载体的自然角运动特点,在此基础上提出了速度积分加角速度积分匹配算法。通过对固定安装失准角和挠曲变形角估计误差进行对比分析,总结各种算法的优缺点及适用情况。再次,针对在实际传递对...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动态挠曲变形示意图
yzηη 2021 0200 00 00 0yzxzxyβββ = R；2 0002 y = R）简写为：0= r R θ 1 2 0= + + r R θ R θ Rη 模型子惯导加速度计间的测量值差异，这是由如图 2.2 所示，iO 为惯性系坐标原点，与此摇摆重心重合，子惯导安装位置在S矢量，即杆臂。mR 为载体相对于惯性系矢量。bybz
图 2.3 标准卡尔曼滤波原理图惯导传递对准性能优化关键问题分析传递对准性能的重要因素主要包括动态挠曲变形和杆臂效应误差建模方件的精度、测量或计算参数匹配的选择、载体机动方式和强度等等。针形和杆臂效应，现有文献大都分开研究二者的影响，但二者是相互联系导致杆臂长度不再是固定不变的，而是随挠曲变形角的变化而变化。因者的影响，目前解决杆臂效应的方法有三种。第一种是根据杆臂加速度体本身加速度的频率相比分布区域相差较大，可设计一低通数字滤波器的速度信息进行滤波处理，消除杆臂加速度高频分量的影响；第二种是方程时建立杆臂速度的微分方程，利用卡尔曼滤波器对杆臂相关参数进种在推导系统动态方程时不考虑杆臂效应，而在量测量中对主惯导的速。根据 2.2.3 节本文综合考虑了动态挠曲变形和杆臂效应的影响，建立模型，对速度误差方程重新推导及完善，为下文的分析做充足的数学基对准过程中，主惯导能够为初始对准提供多种参考信息供子惯导利用，
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船捷联惯导传递对准的改进自适应滤波算法[J]. 程建华,王通达,宋春雨,于东伟. 系统工程与电子技术. 2016(03)
[2]天文观测角辅助的高超声速飞行器传递对准方法[J]. 戴晨曦,程向红,陈红梅,刘峰丽. 中国惯性技术学报. 2015(04)
[3]捷联惯导静基座初始对准技术仿真[J]. 郭勇. 传感器世界. 2014(08)
[4]捷联惯导系统动基座传递对准匹配方法[J]. 管叙军,王新龙. 航空兵器. 2014(02)
[5]无人机导航技术研究[J]. 顾云涛. 现代导航. 2013(03)
[6]传递对准中杆臂效应的误差分析与补偿[J]. 高伟,张亚,孙骞,奔粤阳. 仪器仪表学报. 2013(03)
[7]影响捷联惯导长期稳定性的关键因素[J]. 钱进,林飒. 战术导弹技术. 2013(02)
[8]基于极大似然准则和最大期望算法的自适应UKF算法[J]. 王璐,李光春,乔相伟,王兆龙,马涛. 自动化学报. 2012(07)
[9]一种更精确的带有杆臂补偿的速度加姿态匹配传递对准模型[J]. 郭子伟,缪玲娟,沈军. 宇航学报. 2011(11)
[10]大方位失准角传递对准非线性模型研究[J]. 高青伟,赵国荣,吴芳. 控制与决策. 2011(03)
博士论文
[1]三轴稳定卫星姿态确定与控制系统关键技术研究[D]. 黄晨.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]激光陀螺捷联惯导系统动态误差测试与标定研究[D]. 郭金鉴.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于优化算法的捷联惯性导航系统动基座对准方法研究[D]. 肖振雄.国防科学技术大学 2012
[3]动基座传递对准误差分析与补偿方法研究[D]. 岳海文.上海交通大学 2011
[4]地地导弹GPS/SAR/INS组合导航方法研究[D]. 曹林.哈尔滨工业大学 2011
[5]空间机动飞行器捷联惯导传递对准技术研究[D]. 蒋鑫.哈尔滨工业大学 2011
[6]大方位失准角下舰载机捷联惯导系统传递对准技术研究[D]. 胡丹.哈尔滨工程大学 2011
[7]船用捷联系统传递对准方法及实验研究[D]. 吕玉红.哈尔滨工程大学 2010
[8]大飞机综合导航算法研究[D]. 马骏.哈尔滨工业大学 2008
[9]行星际间飞行的自主导航方法研究[D]. 何赟晟.哈尔滨工业大学 2008
[10]基于自适应卡尔曼滤波的捷联惯导非线性对准技术研究[D]. 李丽锦.西北工业大学 2006
本文编号：3299888
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动态挠曲变形示意图
yzηη 2021 0200 00 00 0yzxzxyβββ = R；2 0002 y = R）简写为：0= r R θ 1 2 0= + + r R θ R θ Rη 模型子惯导加速度计间的测量值差异，这是由如图 2.2 所示，iO 为惯性系坐标原点，与此摇摆重心重合，子惯导安装位置在S矢量，即杆臂。mR 为载体相对于惯性系矢量。bybz
图 2.3 标准卡尔曼滤波原理图惯导传递对准性能优化关键问题分析传递对准性能的重要因素主要包括动态挠曲变形和杆臂效应误差建模方件的精度、测量或计算参数匹配的选择、载体机动方式和强度等等。针形和杆臂效应，现有文献大都分开研究二者的影响，但二者是相互联系导致杆臂长度不再是固定不变的，而是随挠曲变形角的变化而变化。因者的影响，目前解决杆臂效应的方法有三种。第一种是根据杆臂加速度体本身加速度的频率相比分布区域相差较大，可设计一低通数字滤波器的速度信息进行滤波处理，消除杆臂加速度高频分量的影响；第二种是方程时建立杆臂速度的微分方程，利用卡尔曼滤波器对杆臂相关参数进种在推导系统动态方程时不考虑杆臂效应，而在量测量中对主惯导的速。根据 2.2.3 节本文综合考虑了动态挠曲变形和杆臂效应的影响，建立模型，对速度误差方程重新推导及完善，为下文的分析做充足的数学基对准过程中，主惯导能够为初始对准提供多种参考信息供子惯导利用，
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船捷联惯导传递对准的改进自适应滤波算法[J]. 程建华,王通达,宋春雨,于东伟. 系统工程与电子技术. 2016(03)
[2]天文观测角辅助的高超声速飞行器传递对准方法[J]. 戴晨曦,程向红,陈红梅,刘峰丽. 中国惯性技术学报. 2015(04)
[3]捷联惯导静基座初始对准技术仿真[J]. 郭勇. 传感器世界. 2014(08)
[4]捷联惯导系统动基座传递对准匹配方法[J]. 管叙军,王新龙. 航空兵器. 2014(02)
[5]无人机导航技术研究[J]. 顾云涛. 现代导航. 2013(03)
[6]传递对准中杆臂效应的误差分析与补偿[J]. 高伟,张亚,孙骞,奔粤阳. 仪器仪表学报. 2013(03)
[7]影响捷联惯导长期稳定性的关键因素[J]. 钱进,林飒. 战术导弹技术. 2013(02)
[8]基于极大似然准则和最大期望算法的自适应UKF算法[J]. 王璐,李光春,乔相伟,王兆龙,马涛. 自动化学报. 2012(07)
[9]一种更精确的带有杆臂补偿的速度加姿态匹配传递对准模型[J]. 郭子伟,缪玲娟,沈军. 宇航学报. 2011(11)
[10]大方位失准角传递对准非线性模型研究[J]. 高青伟,赵国荣,吴芳. 控制与决策. 2011(03)
博士论文
[1]三轴稳定卫星姿态确定与控制系统关键技术研究[D]. 黄晨.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]激光陀螺捷联惯导系统动态误差测试与标定研究[D]. 郭金鉴.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于优化算法的捷联惯性导航系统动基座对准方法研究[D]. 肖振雄.国防科学技术大学 2012
[3]动基座传递对准误差分析与补偿方法研究[D]. 岳海文.上海交通大学 2011
[4]地地导弹GPS/SAR/INS组合导航方法研究[D]. 曹林.哈尔滨工业大学 2011
[5]空间机动飞行器捷联惯导传递对准技术研究[D]. 蒋鑫.哈尔滨工业大学 2011
[6]大方位失准角下舰载机捷联惯导系统传递对准技术研究[D]. 胡丹.哈尔滨工程大学 2011
[7]船用捷联系统传递对准方法及实验研究[D]. 吕玉红.哈尔滨工程大学 2010
[8]大飞机综合导航算法研究[D]. 马骏.哈尔滨工业大学 2008
[9]行星际间飞行的自主导航方法研究[D]. 何赟晟.哈尔滨工业大学 2008
[10]基于自适应卡尔曼滤波的捷联惯导非线性对准技术研究[D]. 李丽锦.西北工业大学 2006
本文编号：3299888
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