捷联惯性/星光组合导航关键技术研究

发布时间：2021-06-09 03:23

　　本文以捷联惯性/星光组合导航应用为研究主题,针对高空域长航时远程飞机和往返式近地轨道飞行器两种应用对象展开研究,分别设计了基于小视场星体跟踪器的机载惯性/星光组合导航方案和基于大视场星光敏感器的近地惯性/星光/卫星组合导航方案。同时针对飞行器高空、高速、大机动的特殊工作环境,论文对捷联惯导系统的导航更新算法和抗扰动初始对准算法进行了深入研究。主要研究内容包括:1.针对高空域、高速、大机动飞行器的特殊应用环境,对传统的多子样捷联惯性导航算法进行了改进。在“高频多子样优化计算”+“中频导航更新解算”基本框架内引入参数插值算子,提高了算法在复杂环境下的适应性。进一步分析了地球自转角速度和重力模型误差对导航精度的影响,推导了WGS84地理系重力模型与球谐重力模型随纬度、高度变化的差异性,通过理论和仿真分析得出高空域惯性导航中重力计算更宜采用低阶球谐重力模型的结论。2.研究了飞机起飞/火箭发射等强干扰基座下捷联惯导系统的初始自对准算法,由间接解析粗对准和状态估计精对准两个过程实现。间接解析对准算法基于惯性系下的重力观测矢量,通过矢量定姿算法实现,可隔离角晃动干扰影响。论文对传统的矢量构造方法进行... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：187 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

论文主要研究内容从图1-1中可以看出，两部分研究内容存在重复或相似的部分，体现在惯性导航算

kkb11d1d2kkkktn nn in in httb bb ib b ibtt tt ΦΦ Φ 在速度更新和位置更新之后进行，此时nin 可用中间时刻速度由bb ibΦ 引起的误差，即旋转过程中由旋转轴方向改变引起多子样补偿算法态、速度、位置更新方程中，分别涉及到bΦ 、k1bsf v 和bs R~kt 更新周期内的高频离散采样 1 2, , ,m 和 1 , v 称为多子样优化算法，也就是双速更新算法中的高频部分。偿因旋转轴方向改变引起的圆锥误差，k1bsf v 和k1bsfk R 计算过耦合引起的旋转误差、划桨误差和涡卷误差。基于双速更新实现过程可采用双 DSP 结构或 FPGA+DSP 结构，首先利用采样和多子样优化补偿，将处理后的中频bΦ 、k1bsf v 和k1bsfk R 中频的惯性更新算法，结构如图 2-1 所示。1kb

Uh v .3.2 惯性系统的高度误差特性和优化方案设计上一节在速度误差模型推导过程中未考虑重力误差的影响，实际是将重力模型价为加速度计的随机零偏误差。实际情况中，重力模型误差值是与高度误差值相惯导系统的高度通道展开，并考虑重力模型，得到 022202(2 c1 )(os)ENU U ie EN MeUeevvv f L v gR RR hg h ghvRhgR (2将Uv 微分方程中22 cosENie EN MvvL vR R 项用Ua 表示，则高度通道速度微分方写为U U U v f a g (2结合(2.3-14)式可得到纯惯性高度通道的方框图，如图 2-7 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机自适应姿态角度估计仿真[J]. 潘健,熊亦舟,张慧,梁佳成.  计算机仿真. 2020(02)



本文编号：3219815