研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、擬解決的關(guān)鍵問題

1、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、擬解決的關(guān)鍵問題1.研究目標(biāo)本項(xiàng)目期望解決極區(qū)慣性導(dǎo)航算法存在的相關(guān)問題，以滿足大飛機(jī)極區(qū)慣性導(dǎo)航算法的需求。2.研究?jī)?nèi)容游移方位慣導(dǎo)力學(xué)編排雖然在極區(qū)無法輸出定位和定向信息，但是仍然可以完成位置方向余弦矩陣和姿態(tài)方向余弦矩陣的正常解算而不損失計(jì)算精度，所以慣導(dǎo)是執(zhí)行極區(qū)導(dǎo)航的理想選擇。極區(qū)無法定位主要是由于極區(qū)經(jīng)線向極點(diǎn)收斂引起的，而地球上的極點(diǎn)是人為定義的，只要摒棄原來經(jīng)緯線的定義，讓經(jīng)緯線不收斂于地理極點(diǎn)就可以

2、避免經(jīng)線收斂引起的定位困難。同樣，若摒棄以經(jīng)線作為航向參考基準(zhǔn)，采用平行于本初子午線的平行線作為航向參考就可以避免經(jīng)線收斂引起的定向困難。本項(xiàng)目通過分析傳統(tǒng)慣導(dǎo)力學(xué)編排方案的缺陷，設(shè)計(jì)三種適合極區(qū)導(dǎo)航的慣導(dǎo)力學(xué)編排方案。主要研究?jī)?nèi)容有：1）傳統(tǒng)慣導(dǎo)力學(xué)編排方案在極區(qū)工作的缺陷及極區(qū)軌跡發(fā)生器設(shè)計(jì)。①通過對(duì)傳統(tǒng)游移方位慣導(dǎo)系統(tǒng)力學(xué)編排的分析，得到游移方位慣導(dǎo)系統(tǒng)力學(xué)編排在高緯度地區(qū)或極區(qū)存在的問題，建立相應(yīng)的誤差同緯度間的關(guān)系，并給出游移

3、方位慣導(dǎo)系統(tǒng)力學(xué)編排的緯度適用范圍。②研究飛機(jī)在極區(qū)飛行軌跡的生成方法，為極區(qū)導(dǎo)航算法的仿真分析提供基礎(chǔ)。2）極區(qū)平面慣性導(dǎo)航力學(xué)編排及性能分析。①借鑒平面慣性導(dǎo)航的力學(xué)編排并考慮極區(qū)的特殊性推導(dǎo)出適合極區(qū)應(yīng)用的平面慣性導(dǎo)航的力學(xué)編排公式，推導(dǎo)極區(qū)平面導(dǎo)航坐標(biāo)系內(nèi)的飛機(jī)定位和定向的計(jì)算方法?？紤]地球曲面影響，推導(dǎo)飛機(jī)位置變化引起重力傾斜的補(bǔ)償算法公式。②仿真比較分析地球模型是圓球模型和橢球模型時(shí)的極區(qū)平面導(dǎo)航性能的差異。3）極區(qū)橫向慣性

4、導(dǎo)航力學(xué)編排及性能分析。①建立偽地理坐標(biāo)系，推導(dǎo)橫向地球坐標(biāo)與正常地球坐標(biāo)意義下的各種參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系以及橫向慣性導(dǎo)航的力學(xué)編排公式。②仿真比較分析地球模型是圓球模型和橢球模型時(shí)的極區(qū)橫向?qū)Ш叫阅艿牟町?。極區(qū)導(dǎo)航模式還是正常導(dǎo)航模式并對(duì)導(dǎo)航模式切換過程中的導(dǎo)航參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，導(dǎo)航解算模塊根據(jù)導(dǎo)航模式判斷結(jié)果執(zhí)行對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航解算程序，導(dǎo)航參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將導(dǎo)航解算參數(shù)轉(zhuǎn)換到同軌跡發(fā)生器產(chǎn)生的導(dǎo)航參數(shù)相同的坐標(biāo)系內(nèi)。導(dǎo)航誤差可作為評(píng)價(jià)各導(dǎo)航模式性能的

5、參考。由于極區(qū)地理環(huán)境無法在實(shí)驗(yàn)室模擬，極區(qū)慣性導(dǎo)航算法無法在實(shí)驗(yàn)室條件下通過試驗(yàn)驗(yàn)證。因此采用大量的仿真算法對(duì)極區(qū)慣性導(dǎo)航算法進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證。另一方面極區(qū)慣性導(dǎo)航算法不僅適用于極區(qū)導(dǎo)航解算同樣適用于非極區(qū)導(dǎo)航解算，因此可以考慮通過在非極區(qū)的車載試驗(yàn)或機(jī)載試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的極區(qū)慣性導(dǎo)航算法進(jìn)行跑車試驗(yàn)或機(jī)載試驗(yàn)，以期驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的算法的正確性。2.研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展研究計(jì)劃大致安排如下：（1）2012.3-2012.5 研究指北方位慣導(dǎo)力學(xué)編

6、排和游移方位慣導(dǎo)力學(xué)編排在高緯度地區(qū)工作存在的問題，在計(jì)算機(jī)上編制極區(qū)飛行軌跡并生成相應(yīng)的慣性器件數(shù)據(jù)；（2）2012.6-2012.9推導(dǎo)極區(qū)平面慣性導(dǎo)航力學(xué)編排公式，仿真并分析極區(qū)平面慣性導(dǎo)航的性能；（3）2012.10-2013.1根據(jù)格網(wǎng)航向特點(diǎn)，推導(dǎo)格網(wǎng)導(dǎo)航力學(xué)編排及導(dǎo)航誤差方程，仿真并分析極區(qū)格網(wǎng)導(dǎo)航的性能；（4）2013.2-2013.3設(shè)計(jì)極區(qū)導(dǎo)航模式和非極區(qū)導(dǎo)航模式切換方案，仿真并分析切換方案性能；（5）2013.4-