基于橫向坐標(biāo)系的極區(qū)慣性導(dǎo)航方法研究.pdf

1、針對極區(qū)經(jīng)線收斂導(dǎo)致以真北向作為航向參考的傳統(tǒng)導(dǎo)航算法失效問題，本文提出了基于橫向地理坐標(biāo)系的導(dǎo)航參數(shù)定義和導(dǎo)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(biāo)系、傳統(tǒng)坐標(biāo)體系下通用的慣性導(dǎo)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(guān)理論知識。
　　然后針對傳統(tǒng)慣性導(dǎo)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(jìn)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(shí)驗(yàn)兩個

2、方面進(jìn)行了研究，而針對游移編排通過推導(dǎo)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(jià)性，通過對這兩種編排方式的分析得出了傳統(tǒng)經(jīng)緯度在極區(qū)已經(jīng)不再適用定位定向參考的結(jié)論。
　　接著在這一結(jié)論基礎(chǔ)上，本文推導(dǎo)了橫向慣性導(dǎo)航方法，先是對一系列橫向坐標(biāo)系及橫向經(jīng)緯度進(jìn)行了定義，并通過分析橢球模型對橫向坐標(biāo)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(biāo)系定義的基礎(chǔ)上對橫向編排進(jìn)行了理論推導(dǎo)。隨后將橫向?qū)Ш椒椒ㄅc用來解決姿態(tài)

3、物理奇點(diǎn)問題的雙歐拉法進(jìn)行對比，側(cè)面驗(yàn)證了橫向?qū)Ш皆诮鉀Q極區(qū)出現(xiàn)的位置奇點(diǎn)在思路上的可行性。
　　最后，通過對橫向編排誤差模型的推導(dǎo)與分析對橫向?qū)Ш皆跇O區(qū)的導(dǎo)航性能進(jìn)行了理論分析，并對不同的誤差源引起的橫向編排導(dǎo)航誤差進(jìn)行仿真分析。以艦船為例仿真實(shí)驗(yàn)，得出了橫向?qū)Ш椒椒梢越鉀Q傳統(tǒng)極區(qū)導(dǎo)航問題的結(jié)論。另外針對全球?qū)Ш街杏捎诳缭礁叩途暥鹊暮骄€帶來的導(dǎo)航方式切換問題，對橫向?qū)Ш脚c傳統(tǒng)導(dǎo)航兩種導(dǎo)航方式進(jìn)行切換時(shí)的導(dǎo)航參數(shù)轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行了推