FOG捷聯(lián)-GPS組合航姿系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理及信息融合技術(shù)的研究.pdf

1、如何有效地處理多導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是當今導航技術(shù)中研究的熱點之一,其中,研究由FOG(光纖陀螺儀)捷聯(lián)系統(tǒng)和GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)組成的組合航姿測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法更是一個重要的研究分支,本文就艦船F(xiàn)OG捷聯(lián)/GPS組合航姿測量系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究,取得了一定的成果。所做的主要工作可歸納為以下幾個方面:
　　 (1)在對國內(nèi)、外兩種不同型號和不同工作方式的IFOG(干涉式光纖陀螺)產(chǎn)品進行實際測試計算的基礎上,結(jié)合IFO

2、G在艦船航姿系統(tǒng)中的應用,首次對部分性能指標的可比性問題進行了深入分析和討論。作為將IFOG應用于艦船航姿系統(tǒng)的關(guān)鍵一步,本文所述的比較方法具有較高的實用參考價值。
　　 (2)編制并使用了IFOG“測試程序”和“分析程序”,有效地提高了工作效率。其中,“測試程序”與SMT-Ⅰ型三軸模擬臺緊密結(jié)合,具有自動化程度高、實時監(jiān)視采集數(shù)據(jù)、使用簡便靈活和聲音提示等特點;“分析程序”與“測試程序”的配合使用,使數(shù)據(jù)分析過程大大簡化,具有

3、自動化程度高、多項指標分析和操作方便等特點。
　　 (3)首次提出了IFOG標度因數(shù)非線性最大點出現(xiàn)區(qū)域的自動探測方法,結(jié)合轉(zhuǎn)臺自由擺實驗,成功地探測出IFOG的最大和次大標度因數(shù)非線性出現(xiàn)區(qū)域,實驗結(jié)果驗證了該方法的有效性。
　　 (4)在對大量的實驗數(shù)據(jù)進行分析的基礎上,建立了IFOG輸出信號的數(shù)學模型,包括改進的靜基座下IFOG輸出信號的數(shù)學模型和動基座下IFOG輸出信號的數(shù)學模型。
　　 (5)首次提出了

4、基于小波變換的動態(tài)環(huán)境中光纖陀螺信號濾波方法,并用實測數(shù)據(jù)驗證了該方法的有效性。
　　 (6)通過對GPS-Beeline姿態(tài)系統(tǒng)的大量實驗測試,總結(jié)出GPS姿態(tài)系統(tǒng)在實際應用中應注意的各個方面;首次發(fā)現(xiàn)GPS姿態(tài)測量中存在的長期非Best現(xiàn)象,并對其產(chǎn)生原因作了初步分析,指出該現(xiàn)象的發(fā)生很可能是由于衛(wèi)星星座形狀對GPS姿態(tài)測量造成影響的結(jié)果;另外,在借鑒國外GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)成功經(jīng)驗的基礎上,對我們在自行開發(fā)GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)

5、中應該注意的一些問題進行了探討。
　　 (7)基于所選擇的導航坐標系(東北天地理坐標系),首次詳細推導了艦船捷聯(lián)/GPS慣性組合航姿系統(tǒng)的數(shù)學模型,并設計了自適應卡爾曼濾波器;仿真結(jié)果表明,本文所設計的自適應卡爾曼濾波器穩(wěn)定性好,能夠快速有效地估計出組合系統(tǒng)的系統(tǒng)噪聲方差陣Q和觀測噪聲矩陣R,從而有效提高組合航姿系統(tǒng)姿態(tài)測量的估計精度,濾波穩(wěn)定后的統(tǒng)計特性均優(yōu)于單獨使用GPS定位測姿系統(tǒng)或捷聯(lián)慣性系統(tǒng),同時對其它主要導航參數(shù)的估