彈載捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自適應(yīng)傳遞對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、精確制導(dǎo)彈藥（Precision-guided Munition）是現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭的主力武器，在局部沖突中屢次發(fā)揮重要作用。彈載的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(SINS)為其運動控制單元提供姿態(tài)、速度和位置信息，是其精確命中的重要保證。而傳遞對準(zhǔn)是保證彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度和反應(yīng)速度的關(guān)鍵技術(shù)。本文以彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)自適應(yīng)傳遞對準(zhǔn)技術(shù)為研究主題，研究工作主要圍繞大失準(zhǔn)角、隨機桿臂矢量以及時間延遲的在線估計與補償。論文主要內(nèi)容如下:
　　1.推導(dǎo)了捷

2、聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型，分析了桿臂效應(yīng)、載體撓曲及基準(zhǔn)信息時間延遲誤差的產(chǎn)生機理。建立了速度匹配、位置匹配、姿態(tài)匹配、角速率匹配以及速度+姿態(tài)匹配的濾波模型。
　　2.研究了時間延遲的產(chǎn)生機理及其對不同傳遞對準(zhǔn)匹配方式的影響。分別提出了一種基于姿態(tài)特征匹配的，一種基于角速率積分匹配的和一種基于角速率模值匹配的時間延遲在線估計方法，并分析比較了三種方法的性能和適用場合。同時，提出了一種通過本地數(shù)據(jù)移位的時間延遲誤差補償方法。有效避免了

3、對基準(zhǔn)信息進行插值或外推計算所帶來的誤差。通過仿真驗證了估計、補償算法的有效性。
　　3.針對傳遞對準(zhǔn)中大失準(zhǔn)角帶來的模型非線性問題，提出了一種基于非線性最小二乘的大失準(zhǔn)角估計方法。采用信賴域(Trust Region)、條件預(yù)優(yōu)共軛梯度(PreconditionedConjugate Gradient)及子空間映射(Subspace Reflection)方法，使迭代計算效率得到了提高。同時還提出了一種求解代數(shù)方程組來獲得姿態(tài)轉(zhuǎn)

4、移矩陣元素的線性直接求解失準(zhǔn)角方法，提出通過計算方程系數(shù)矩陣條件數(shù)(Condition Number)的方法來篩選高信噪比（SNR）量測數(shù)據(jù)的方法，大大提高了誤差角的估計精度。
　　4.研究了桿臂效應(yīng)的產(chǎn)生機理，提出了一種直接通過陀螺儀和加速度計數(shù)據(jù)在線估計隨機桿臂矢量的方法。通過研究分析桿臂矢量估計精度和各個量之間的關(guān)系，提出了通過M矩陣行向量模值來篩選高信噪比量測數(shù)據(jù)的方法。使這種桿臂在線估計方法真正成為一種工程中可用的方法。