光纖陀螺SINS-北斗重力測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、捷聯(lián)慣導(dǎo)海洋/航空重力測(cè)量相比于受地形環(huán)境限制、測(cè)量范圍較小、速度慢的傳統(tǒng)地面相對(duì)絕對(duì)重力儀重力測(cè)量而具有測(cè)量范圍幅度廣闊、測(cè)量速度快、經(jīng)濟(jì)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，近些年一直是重力測(cè)量領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。同時(shí)隨著光纖陀螺和高精度加速度計(jì)的發(fā)展，捷聯(lián)慣導(dǎo)算法的成熟應(yīng)用，此外中國(guó)北斗二代系統(tǒng)區(qū)域化健全的導(dǎo)航服務(wù)功能為光纖陀螺SINS/北斗系統(tǒng)重力測(cè)量提供了重要組成系統(tǒng)。
　　本文根據(jù)建立在經(jīng)典慣導(dǎo)方程上的捷聯(lián)慣導(dǎo)重力測(cè)量模型，詳細(xì)分析探討了捷聯(lián)慣

2、導(dǎo)海洋/航空重力測(cè)量技術(shù)。首先介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)重力測(cè)量中常用坐標(biāo)系，然后詳細(xì)推導(dǎo)了重力測(cè)量模型表達(dá)式。在模型基礎(chǔ)上，分別介紹了SINS和北斗系統(tǒng)所需測(cè)量參數(shù)，根據(jù)重力測(cè)量的精度分析了對(duì)應(yīng)的所需光纖陀螺SINS和北斗系統(tǒng)精度，以及介紹了非線性跟蹤微分器在處理外桿臂中的應(yīng)用。隨后，簡(jiǎn)要介紹了北斗系統(tǒng)靜態(tài)位置觀測(cè)結(jié)果，并與GPS觀測(cè)結(jié)果作了對(duì)比；另外介紹了載波相位觀測(cè)量，詳細(xì)討論了北斗系統(tǒng)載波相位解算載體速度和加速度方法，以及根據(jù)星歷信息解算北

3、斗系統(tǒng)GEO衛(wèi)星、MEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星速度和加速度方法。同時(shí)介紹了載波相位中用戶接收機(jī)單差和衛(wèi)星星間單差測(cè)量速度和加速度的計(jì)算表達(dá)式，為載波相位精確測(cè)量載體速度和加速度奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，分析了SINS誤差，建立了SINS誤差模型和北斗系統(tǒng)誤差模型。針對(duì)光纖陀螺SINS誤差隨時(shí)間累積情況，設(shè)計(jì)了SINS/北斗系統(tǒng)位置、速度組合卡爾曼濾波和偽距、偽距率組合卡爾曼濾波模型。通過(guò)組合濾波估計(jì)出SINS的參數(shù)誤差然后反饋修正SINS導(dǎo)航

4、解算，提高SINS比力測(cè)量精度。此外，對(duì)于海洋/航空重力測(cè)量中測(cè)量到數(shù)據(jù)通常含有大量高頻噪聲問(wèn)題，介紹了常用的FIR濾波器。
　　最后，在無(wú)真實(shí)的光纖陀螺SINS和北斗系統(tǒng)載波相位觀測(cè)量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，設(shè)計(jì)了飛行軌跡仿真器，模擬了飛行軌跡，仿真了SINS/北斗系統(tǒng)位置、速度組合濾波。濾波結(jié)果表明組合后的慣導(dǎo)位置、速度誤差明顯減小；經(jīng)過(guò)濾波反饋修正后的比力測(cè)量誤差比純慣導(dǎo)誤差明顯減小，修正效果顯著。同時(shí)在重力測(cè)量模型基礎(chǔ)上，根據(jù)模