基于橫向坐標系的極區(qū)慣性導航方法研究.pdf

1、針對極區(qū)經線收斂導致以真北向作為航向參考的傳統(tǒng)導航算法失效問題，本文提出了基于橫向地理坐標系的導航參數定義和導航解算方法。
　　論文首先介紹了捷聯(lián)慣性系統(tǒng)基本原理包括地球參考模型、常用坐標系、傳統(tǒng)坐標體系下通用的慣性導航微分方程，以及基本的姿態(tài)解算算法、速度和位置更新方法等相關理論知識。
　　然后針對傳統(tǒng)慣性導航方法在極區(qū)存在的問題，以指北編排和游移編排兩種方法為例進行分析。針對指北編排分別從誤差模型的理論分析和仿真實驗兩個

2、方面進行了研究，而針對游移編排通過推導可以得到游移編排的誤差模型與指北編排誤差模型的等價性，通過對這兩種編排方式的分析得出了傳統(tǒng)經緯度在極區(qū)已經不再適用定位定向參考的結論。
　　接著在這一結論基礎上，本文推導了橫向慣性導航方法，先是對一系列橫向坐標系及橫向經緯度進行了定義，并通過分析橢球模型對橫向坐標系定義帶來的影響具體說明了選擇該種定義方式的原因。在橫向坐標系定義的基礎上對橫向編排進行了理論推導。隨后將橫向導航方法與用來解決姿態(tài)

3、物理奇點問題的雙歐拉法進行對比，側面驗證了橫向導航在解決極區(qū)出現的位置奇點在思路上的可行性。
　　最后，通過對橫向編排誤差模型的推導與分析對橫向導航在極區(qū)的導航性能進行了理論分析，并對不同的誤差源引起的橫向編排導航誤差進行仿真分析。以艦船為例仿真實驗，得出了橫向導航方法可以解決傳統(tǒng)極區(qū)導航問題的結論。另外針對全球導航中由于跨越高低緯度的航線帶來的導航方式切換問題，對橫向導航與傳統(tǒng)導航兩種導航方式進行切換時的導航參數轉換公式進行了推