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文檔簡介
1、慣性導航系統(INS,簡稱慣導)是一種自主式導航系統,它既不依賴外部信息,也不向周圍輻射能量。牛頓力學定律是慣導系統的基本工作原理,通過加速度計和陀螺儀測量載體在慣性參考系中的加速度和角速率,并對時間進行積分,轉換到導航坐標系中,最后得到在導航坐標系下的速度、姿態(tài)角和位置等信息。由于系統的自封閉性,其誤差會隨時間累積,而通過GPS定位系統能實時消除慣導的時間累積誤差,從而形成了INS/GPS組合導航系統,相對單一的導航方式而言,精度得到
2、了極大的提升,因而INS/GPS組合導航系統廣泛應用于各類飛行器中。
本文依據某小型精確制導導彈的設計要求,對導彈的二維和三維彈道進行了仿真計算,在此基礎上,進行了適用于該型導彈搭載的INS/GPS組合導航系統的研究與設計。組合導航系統的設計包含兩個部分:硬件和軟件算法部分。在硬件方面,本文主要是根據導彈的設計要求,進行了導航系統硬件指標的確定及選型工作;軟件算法方面,本文對INS算法、GPS導航算法及INS/GPS組合導航算
3、法進行了研究和分析,并詳細推導了適用于INS/GPS的卡爾曼濾波遞推算法,用于對輸出數據的濾波處理。通過分析對比,該導航系統采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)慣性敏感元件石英音叉陀螺和石英振梁加速度計進行原始數據的輸出,通過捷聯式平臺進行比力變換,姿態(tài)矩陣計算,經過卡爾曼濾波進行原始數據的濾噪,然后進行導航解算,得到載體的速度、位置和姿態(tài)參數。文章最后進行了試驗驗證,通過轉臺試驗、靜態(tài)試驗及跑
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