小型激光惯性/卫星组合POS设计及测试技术研究

发布时间：2023-08-02 19:32

　　小型激光惯性/卫星组合POS系统(Position and Orientation System,POS)是惯性技术领域的一个重要研究方向,主要服务于测绘、测量、控制等领域。本文通过依靠现有国内惯性技术,研制一款能够满足实际工程应用的小型化高精度激光POS系统。首先,通过精度仿真和有限元分析,提出了一款一体化的POS设计方案。经过一系列的仿真计算和误差分析后,确定了主要仪表的选型,包含激光POS选用了三个精度优于0.01°/h的50型激光陀螺和三个石英挠性加速度计,同时系统设计小型化的双CPU计算机电路、小型化的I/F转换电路和电源电路,并选用了TRIMBLE的BD970接收机。第二,针对现有标定方案,提出了一种优化的12位置+速率标定方案,标定方案充分利用了位置标定的数据,具备良好的标定可行性。通过对激光POS的稳定温度工况的标定,同时也表明激光POS的精度较高。针对惯性器件和电路板的参数随温度变化较大的情况,通过对误差来源的机理分析和不同温度下的标定验证,并提出了惯性导航系统参数的温度补偿方案。通过对温度补偿前后数据的计算,温度补偿使得激光POS系统纯惯性导航位置精度提高了3倍。最...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源
    1.2 课题研究的背景和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 仪表发展现状
        1.3.2 GNSS发展现状
        1.3.3 POS系统发展现状
        1.3.4 标定测试技术研究现状
        1.3.5 POS算法研究现状
    1.4 本文研究目标与内容
第2章激光POS设计
    2.1 引言
    2.2 激光POS原理
        2.2.1 惯性导航原理
        2.2.2 组合导航原理
    2.3 系统整体方案
        2.3.1 仪表选型
        2.3.2 系统整体构成
        2.3.3 本体组件部分设计
        2.3.4 箱体部件设计
        2.3.5 计算机板方案
        2.3.6 I/F电路方案
        2.3.7 电源板设计
        2.3.8 卫星接收机选择
        2.3.9 机械接口设计
        2.3.10 电气接口设计
    2.4 抗力学环境设计与分析
        2.4.1 减振设计
        2.4.2 力学仿真分析
        2.4.3 力学试验验证
    2.5 系统热分析与改进
        2.5.1 热分析基本原理
        2.5.2 惯导热分析仿真与改进
    2.6 本章小结
第3章 标定测试与误差补偿
    3.1 引言
    3.2 标定编排
        3.2.1 POS系统惯导模型
        3.2.2 标定测试方案
        3.2.3 激光POS标定数据分析
    3.3 系数误差补偿与精度验证
        3.3.1 激光POS系数补偿
        3.3.2 补偿效果验证
    3.4 本章小结
第4章 精度验证分析
    4.1 引言
    4.2 激光POS与诺瓦泰 100C光纤惯导实验对比
        4.2.1 试验测试方案
        4.2.2 诺瓦泰 100C光纤惯导
        4.2.3 试验结果分析
        4.2.4 对比试验小结
    4.3 INS/DGPS组合导航在轨道检测上的应用分析
        4.3.1 轨道检测试验要求与概况
        4.3.2 轨道检测试验结果分析
        4.3.3 轨道测试总结
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3838416