慣性導(dǎo)航系統(tǒng)綜合校正技術(shù)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航技術(shù)是導(dǎo)航領(lǐng)域里面十分重要的一種導(dǎo)航技術(shù)，其能獨(dú)立自主地提供載體位置、速度和姿態(tài)信息，且系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程不對(duì)外發(fā)射任何信號(hào)，具有很好的隱蔽性，因此其在航空、航天、航海等領(lǐng)域得到了很廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但是因?yàn)閼T性器件誤差的存在，使得慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的導(dǎo)航信息會(huì)出現(xiàn)逐步發(fā)散的誤差量。為了保證慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出導(dǎo)航信息的精確性，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，需要定期對(duì)慣性器件誤差測(cè)定并加以補(bǔ)償，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)位置、速度和方位參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，這種方法稱為慣性導(dǎo)航

2、的綜合校正技術(shù)。本文正是基于此思想，展開(kāi)對(duì)平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)及捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中綜合校正算法的研究。
　　本論文首先對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)及其基本原理進(jìn)行具體闡述，推導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程，證明由于陀螺儀和加速度計(jì)的器件誤差造成系統(tǒng)輸出的位置、速度和姿態(tài)角等導(dǎo)航信息出現(xiàn)誤差發(fā)散現(xiàn)象，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行輔助說(shuō)明。
　　理論推導(dǎo)OEPQ坐標(biāo)系下的平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正算法，以GPS提供的經(jīng)緯度位置信息或天文導(dǎo)航提供的方位信息為基準(zhǔn)，建

3、立系統(tǒng)輸出定位誤差與平臺(tái)漂移角的關(guān)系表達(dá)式，結(jié)合推導(dǎo)的平臺(tái)漂移角與陀螺漂移的關(guān)系式，提出并推導(dǎo)OEPQ坐標(biāo)系下捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)兩點(diǎn)校正算法。通過(guò)分析校正過(guò)程提出OEPQ坐標(biāo)系校正算法對(duì)載體航行方式限制的局限性，并提出基于慣性坐標(biāo)系的校正方法，理論推導(dǎo)并仿真證明慣性系下綜合校正的可行性與實(shí)用性。
　　針對(duì)廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略潛艇、戰(zhàn)略導(dǎo)彈等領(lǐng)域的空間穩(wěn)定慣導(dǎo)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)編排方案，建立系統(tǒng)誤差模型，推導(dǎo)位置誤差方程、速度誤差方程以及姿態(tài)角誤差

4、方程，提出在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，陀螺常值漂移是引起空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差發(fā)散的主要因素，并針對(duì)此提出利用外測(cè)位置信息的兩點(diǎn)校正以及利用外測(cè)位置信息和航向信息的一點(diǎn)校正方法。最后結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真，證明該校正算法的正確性和可行性。
　　本文最后一部分設(shè)計(jì)基于卡爾曼濾波的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正。首先建立平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型，以平臺(tái)誤差角和陀螺漂移為狀態(tài)量建立狀態(tài)方程，以位置誤差和航向誤差作為觀測(cè)量建立量測(cè)方程，利用卡爾曼濾波器估測(cè)出系統(tǒng)的常值陀