船用星敏感器-慣性導航系統(tǒng)在線標定及組合導航技術(shù)研究.pdf

1、隨著航海技術(shù)的不斷應用與發(fā)展，艦船對導航信息的精確度要求也愈來愈高。船舶導航參數(shù)的確定已經(jīng)成為導航領域的關鍵技術(shù)，諸多敏感器均可完成導航任務。在這些姿態(tài)敏感器中，慣性導航系統(tǒng)因其在精度和穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢已得到了很廣泛的應用。星敏感器作為一種高精度的姿態(tài)敏感器也逐漸得到了越來越多的應用，它能提供角秒級別的高精度載體姿態(tài)四元數(shù)信息。隨著各種組合導航系統(tǒng)的不斷應用與開發(fā)，基于以上兩種傳感器，以慣導系統(tǒng)為核心的慣性導航系統(tǒng)/星敏感器組合定姿系統(tǒng)

2、以其高精度、抗干擾性和自主性等方面的優(yōu)勢更是得到了更多的重視和深入的探討。本論文從慣導和星敏感器的基本原理出發(fā)，探討了特殊狀況下組合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合方案和基于在線標定技術(shù)的陀螺誤差補償方案。
　　考慮到星敏感器實際的工作環(huán)境，當星敏感器由于天氣狀況而無法有效獲取并識別星圖時，會出現(xiàn)短時間失效的狀況。在此種情況下，引入了基于自適應模糊推理(ANFIS)的模型預測方法，在系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)下進行ANFIS模型的訓練，在星敏感器失效的情

3、況下切換至備用的導航方案，實時確定導航參數(shù)的誤差，提高導航的精度。誤差補償能夠提高組合導航系統(tǒng)的精度，而誤差標定是誤差補償?shù)那疤?。不同于以往在上位機直接進行的的數(shù)據(jù)融合，本研究基于星敏感器直接固連于陀螺上的實際安裝情況，此時不僅需要考慮慣導系統(tǒng)內(nèi)部的各項誤差源，新引入的慣導系統(tǒng)與星敏感器之間的安裝誤差項也需要被考慮。在考慮傳統(tǒng)誤差項的基礎上，將新的安裝誤差項引入其中，建立擴維的陀螺誤差模型，通過狀態(tài)估計的方法對各項誤差進行實時估計進而補