捷联惯导系统的系统级全参数标定方法研究

发布时间：2017-10-01 17:39

  本文关键词：捷联惯导系统的系统级全参数标定方法研究

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【摘要】：惯性导航是一种自主式封闭的导航定位手段,同时还可以实时提供载体的速度、位置和姿态信息。惯性导航系统有着不依赖外部信息、不受外部电磁干扰、环境气候限制和导航信息连续等优点。随着计算机技术的高速发展,依托计算机解算姿态矩阵并模拟地理坐标系的捷联惯导系统因其重量轻,易于维护等特点,在航天、车辆、航海、武器装备等领域被广泛应用,逐步取代了老式的平台惯导系统。但是捷联惯导系统在使用中依然和平台式惯导系统一样,存在初始误差参数标定的问题。惯性测量元件误差是惯性导航系统的主要误差来源,因此对惯性测量元件的各项误差参数标定的精度将直接影响载体的导航精度。本课题首先给出惯性测量元件的误差模型,进而分析各项误差在捷联惯导系统中的传递特性,同时分析各个惯性测量元件误差对于系统导航误差的影响。然后介绍经验模态分解的主要理论基础,并给出了相关参变量和函数的物理意义。本文提出一种基于经验模态分解的全参数标定方法,设计过程中首先验证了经验模态分解方法的分解精度以及对于幅值调制信号分解的可行性;其次给出了该标定方法的数学理论基础,考察了此种方法对各误差项的可辨识性;再次分析了经验模态分解方法分解导航参数时遇到的问题并提供了解决办法;最后仿真验证了经验模态分解方法标定的精度。此种方法相较于传统的八位置方法减少了标定所需的位置数,相较于六位置法无须多次回转,相较于三位置标定法能够提供二十四个全参数标定结果。
【关键词】：捷联惯导系统 惯性测量元件标定 经验模态分解
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源及研究目的和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状分析11-14
• 1.2.1 国内外对惯性元件误差的研究进展11-13
• 1.2.2 惯性元件标定方法的发展现状13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-16
• 第2章 捷联惯性导航系统的基本原理16-46
• 2.1 引言16
• 2.2 捷联惯性导航系统的工作原理16-19
• 2.2.1 基本坐标系的定义17-18
• 2.2.2 坐标变换关系18-19
• 2.3 惯性测量元件的误差模型19-21
• 2.3.1 加速度计误差模型20
• 2.3.2 陀螺仪误差模型20-21
• 2.4 捷联惯导系统的基本导航方程21-28
• 2.4.1 捷联惯导系统的速度方程21-25
• 2.4.2 捷联惯导系统的姿态方程25-27
• 2.4.3 捷联惯导系统的位置方程27-28
• 2.5 静基座下的捷联惯导系统误差方程28-33
• 2.6 加速度计误差对系统导航误差的影响33-37
• 2.6.1 东向加速度计误差对系统的影响34-35
• 2.6.2 北向加速度计误差对系统的影响35-37
• 2.7 陀螺仪误差对系统导航误差的影响37-44
• 2.7.1 东向陀螺仪误差对系统的影响38-40
• 2.7.2 北向陀螺仪误差对系统的影响40-42
• 2.7.3 天向陀螺仪误差对系统的影响42-44
• 2.8 全参数下系统的导航误差44-45
• 2.9 本章小结45-46
• 第3章 经验模态分解方法研究46-56
• 3.1 引言46
• 3.2 经验模态分解46-47
• 3.3 本征模函数47-48
• 3.4 Hilbert变换48-49
• 3.5 经验模态分解方法的应用49-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第4章 基于EMD的系统级全参数标定方法56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 标定参数的可辨识性分析56-60
• 4.2.1 加速度计误差参数的可辨识性分析56-58
• 4.2.2 陀螺仪误差参数的可辨识性分析58-60
• 4.3 基于经验模态分解EMD的标定方法的基本思想60-66
• 4.4 经验模态分解对导航误差的解算仿真66-71
• 4.5 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 蔺玉亭,孙付平,朱新慧;光纤陀螺的发展及其在惯导中的应用前景[J];测绘工程;2005年01期

2 孙立宁,周兆英,龚振邦;MEMS国内外发展状况及我国MEMS发展战略的思考[J];机器人技术与应用;2002年02期

3 孙丽;王德钊;;国内外光纤陀螺的最新进展[J];控制工程;2002年01期

4 杨世锡,胡劲松,吴昭同,严拱标;基于高次样条插值的经验模态分解方法研究[J];浙江大学学报(工学版);2004年03期

5 周章华;吴亮华;张伟;练涛;;捷联惯导系统在非转台条件下的全参数标定[J];中国惯性技术学报;2013年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙晖;经验模态分解理论与应用研究[D];浙江大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 徐盛友;激光陀螺捷联惯导系统数据采集的设计与实现[D];重庆大学;2006年

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本文编号：954825