面向水中小型载体的单轴旋转调制惯性导航系统算法研究

发布时间：2017-06-28 08:10

  本文关键词：面向水中小型载体的单轴旋转调制惯性导航系统算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：旋转调制技术是目前捷联惯性导航系统(SINS)的研究热点之一。随着光纤陀螺仪的日益成熟,研制出高精度、低成本的旋转式惯性导航系统已成为可能。旋转式惯性导航系统以捷联惯导系统为基础,在其基础上增加了转位机构与测角装置。利用旋转调制技术实现对系统误差的补偿,保障载体长时间工作时的导航精度。目前,基于光纤陀螺仪的单轴旋转式惯性导航系统由于其独特的优势,被广泛应用。本文以实际工程应用为背景,将旋转调制技术应用到捷联惯导系统中,对单轴旋转式惯性导航系统的关键技术进行了研究,并利用实际的样机进行了相关导航试验。所做的工作主要如下：1.介绍了捷联惯导系统工作中常用的几种坐标系以及坐标系间的转换关系,对旋转式惯性导航系统的结构及原理进行了分析,在此基础上推导了单轴旋转式惯性导航系统的误差方程,阐述了单轴旋转调制系统的误差抑制机理;2.阐述了捷联惯导系统工作中常见的几种误差源,分析这些误差源在单轴旋转式惯性导航系统中的误差补偿效应,包括陀螺漂移误差、加速度计零偏误差、标度因数误差、安装误差、尺寸效应误差等；3.针对旋转轴、旋转速率的选取以及旋转方案的选择进行了分析,重点分析了单轴正反连续旋转方案和单轴四位置转停方案的误差调制效果,并建立数学仿真模型,进行相关仿真实验；4,利用实际的单轴旋转式惯性导航系统样机进行一系列的试验,包括三轴摇摆试验、跑车试验等。通过实际的样机试验验证了转动方案的可行性。
【关键词】：捷联惯导系统 旋转调制技术 误差效应 旋转方案
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN96
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究的目的和意义12-13
• 1.2 捷联惯导系统发展概述13
• 1.3 旋转式捷联惯导系统概述及其发展概况13-15
• 1.4 论文的内容编排及主要工作15-18
• 第二章 旋转式捷联惯导系统基本原理18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 惯性导航中常用坐标系及转换关系18-20
• 2.2.1 常用坐标系定义18-19
• 2.2.2 各坐标系之间的转换关系19-20
• 2.3 捷联惯导系统原理20-22
• 2.3.1 速度计算20-21
• 2.3.2 位置计算21-22
• 2.3.3 姿态计算22
• 2.4 旋转式捷联惯导系统误差调制原理22-28
• 2.4.1 旋转式捷联惯导系统结构及基本原理22-23
• 2.4.2 单轴旋转式捷联惯导系统误差传播方程23-26
• 2.4.3 单轴旋转式捷联惯导系统调制补偿原理26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 单轴旋转式捷联惯导系统的误差效应分析30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 捷联惯导系统误差分类30-31
• 3.3 单轴旋转式捷联惯导系统误差效应研究31-36
• 3.3.1 常值漂移误差31-32
• 3.3.2 标度因数误差效应32-33
• 3.3.3 安装误差效应33-35
• 3.3.4 随机误差效应35
• 3.3.5 加速度计组件尺寸效应35-36
• 3.4 姿态矩阵更新算法36-37
• 3.5 本章小结37-40
• 第四章 单轴旋转式捷联惯导系统旋转运动研究及仿真40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 单轴旋转式捷联惯导系统转轴选取分析40
• 4.3 单轴旋转式捷联惯导系统旋转速度分析40-41
• 4.4 旋转调制方案评价准则41-42
• 4.5 单轴旋转式捷联惯导系统旋转方案分析42-48
• 4.5.1 单轴正反连续转动方案42-45
• 4.5.2 单轴四位置转停方案45-48
• 4.6 单轴旋转式捷联惯导系统仿真分析48-55
• 4.6.1 误差调制仿真结果与分析48-54
• 4.6.2 晃动基座综合仿真54-55
• 4.7 本章小结55-58
• 第五章 单轴旋转式捷联惯导系统样机试验58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 单轴旋转式捷联惯导系统样机58-59
• 5.3 摇摆台试验59-63
• 5.4 跑车试验63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 硕士期间论文发表情况72

【参考文献】

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本文编号：493153