BDII-SINS组合导航在某型导弹中的应用研究

发布时间：2017-03-19 18:05

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【摘要】：北斗卫星导航系统是我国独立自主研制的卫星导航系统。目前,“北斗一号”系统业已成熟,“北斗二号”系统也正在大力建设,并且已经可以覆盖亚太及周边地区并提供精确的导航服务。北斗卫星导航系统的成功建立,对于巩固我国国防事业、保护周边地区安全、促进科学研究,具有深远影响。惯性导航系统发展已久,目前技术已经趋于成熟。惯性导航系统由于其自主性、隐蔽性等显著优点,已广泛应用于军事领域的导航。但是由于其技术缺点,使得惯性导航系统误差会随时间积累。而卫星导航系统和惯性导航系统的有机组合,可以有效发挥各自的优势,取长补短,提供更高效的导航服务。本文以北斗/SINS组合导航系统为背景展开研究,主要包括以下方面:1、研究了北斗卫星导航系统和捷联惯导系统的工作原理。给出了捷联惯导系统的姿态角、位置和速度解算方法,推导了误差模型和误差方程,并做出误差分析。研究了组合导航系统常用的几种滤波方法,包括卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波以及粒子滤波等,分析了各种滤波方法的优缺点;2、设计了北斗/SINS组合导航系统。分析了GNSS/SINS组合导航系统的特点和组合方式,进行了北斗/SINS松组合导航系统和紧组合导航系统的基于速度、位置组合方式和基于伪距、伪距率组合方式的系统设计;3、设计了北斗/SINS组合导航系统仿真器,并对组合导航效果进行验证。根据组合导航的数学模型,设计了仿真器并对组合导航进行仿真。仿真结果表明,北斗/SINS组合导航系统相比于单一的导航系统有更高的精度。
【关键词】：北斗 SINS 组合导航 数据融合算法
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ765;TN967.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势10-12
• 1.2.1 惯性导航系统发展情况10-11
• 1.2.2 卫星导航系统发展情况11
• 1.2.3 GNSS/INS组合导航系统发展情况11-12
• 1.3 论文的主要内容编排12-14
• 第二章 北斗与捷联惯性导航系统原理及误差分析14-28
• 2.1 导航系统常用坐标系14-16
• 2.1.1 常用坐标系概述14
• 2.1.2 常用坐标系的转换关系14-16
• 2.2 捷联惯性导航系统16-19
• 2.2.1 捷联惯性导航系统原理16
• 2.2.2 捷联惯性导航系统姿态解算方程16-17
• 2.2.3 速度解算方程17-19
• 2.2.4 位置解算方程19
• 2.3 捷联惯性导航系统误差分析19-22
• 2.3.1 陀螺仪误差模型19-20
• 2.3.2 加速度计误差模型20
• 2.3.3 捷联惯性导航系统误差方程20-22
• 2.4 北斗卫星导航系统22-27
• 2.4.1 北斗一代卫星导航系统原理23-25
• 2.4.2 北斗二代卫星导航系统原理25-26
• 2.4.3 北斗卫星导航系统误差分析26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 组合导航滤波算法28-35
• 3.1 卡尔曼滤波28-30
• 3.2 扩展卡尔曼滤波30-31
• 3.3 无迹卡尔曼滤波31-32
• 3.4 粒子滤波32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 北斗/惯导组合导航系统的设计35-47
• 4.1 GNSS/SINS组合导航35-39
• 4.1.1 GNSS/SINS组合导航组合模式35-38
• 4.1.2 GNSS/SINS组合导航基本原理38-39
• 4.2 北斗/SINS组合导航建模方法39-46
• 4.2.1 北斗/SINS松组合导航系统状态方程39-41
• 4.2.2 北斗/SINS松组合导航系统量测方程41-42
• 4.2.3 北斗/SINS紧组合导航系统状态方程42
• 4.2.4 北斗/SINS紧组合导航系统量测方程42-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 北斗/SINS组合导航系统的仿真47-54
• 5.1 飞行轨迹仿真器设计47-48
• 5.1.1 飞行姿态数据算法47-48
• 5.1.2 飞行轨迹仿真生成48
• 5.2 惯性器件仿真器设计48-50
• 5.2.1 陀螺仪仿真48-49
• 5.2.2 加速度计仿真49-50
• 5.3 北斗系统仿真器50
• 5.4 仿真结果及分析50-53
• 5.5 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单59-60
• 致谢60

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1 张天一;BDII-SINS组合导航在某型导弹中的应用研究[D];北京理工大学;2016年

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本文编号：256347