速率方位慣性平臺及其組合系統(tǒng)理論與仿真研究.pdf

1、Y1 0 { 0 8 0 6分類號：——密級： 由整U D c ：u ‘“：f 學(xué)號： Q 2 絲2 §．f0 2 a ‘⑨東 南 大 學(xué)博士學(xué)位論文速率方位慣性平臺及其組合系統(tǒng)理論與仿真研究研究生姓名： 蓬凰鹽導(dǎo)師姓名： 王式民毅申請學(xué)位級別 熊± ．論文提交日期至Q 生旦 旦學(xué)位授予單位 苤直去堂學(xué)科專業(yè)名稱趟這i ±量拄苤壁這器論文答辯日期星壘 生 且 旦學(xué)位授予日期星Q 生 旦 目答辯委員會主席——

2、 評 閱 人2 0 0 5 年1 2 月A B S T R A C TT h i s p a p e r p r e s e n t s a n e w s i m p l e p a s s i v e g r a v i t y n a v i g a t i o n s y s t e m o fR a t e A z i m u t hI n e r t i a lP l a t f o r m ／G r a v i t ym

3、a t c h ．B yc o m p a r i n gm e a s u r i n gd a t ao f g r a v i t ys e n s o ro nv e h i c l ew i t he x i s t e n td i g i t a lg r a v i t ym a p ，T h i s i n t e g r a t e ds y s t e mc a n e s t i m a t ea n dc o

4、r r e c t t h ee r r o ro f R a t e A z i m u t hI n e r t i a lP l a t f o r mb yk a l m a nf i l t e r ．F o r t h i ss y s t e m ，R a t e A z i m u t hI n e r t i a l P l a t f o r m n a v i g a t i o ns y s t e ma n d

5、i t s i n t e g r a t e ds y s t e ma r ed e l v e di nd e t a i l ．R e s e a r c h e sa r e m a i n l y f o c u s e d o n t h ef o l l o w i n g a s p e c t s ：( 1 ) D e l v i n gR a t eA z i m u t hI n e r t i a l P l

6、a t f o r m n a v i g a t i o ns y s t e m ．A c c o r d i n gt o t h e b a s i cp r i n c i p l e o fA z i m u t h I n e r t i a lP l a t f o r mn a v i g a t i o ns y s t e m ，r a t ea z i m u t hh o r i z o n t a lr e

7、f e r e n c e ￡r e ／' ／l ei ss e tu p ，a n ds o m e e q u a t i o n s o f t h i sn a v i g a t i o ns y s t e m w o r k i n ga n di t s e r r o rs t a t ee q u a t i o n sa r eb r o u g h t o u t ．( 2 ) D e d u c i n

8、 g t h ee r r o rc h a r a c t e r i s t i c o fR a t eA z i m u t hI n e r t i a l P l a t f o r mn a v i g a t i o ns y s t e mi n d e t a i lM a k i n gam a t h e m a t i c a la n a l y s i so f a n s w e r t oe r r o

9、 re q u a t i o n o f i m m o b i l ev e h i c l e ，D i s c u s s i n ge r r o rc h a r a c t e r i s t i cc a u s e db y c o n s t a n te r r o rf o u n t a i na n ds e t t i n gu p as i m u l a t i n gf r a m eo f t h

10、i ss y s t e m i sb y M a t l a b ／S i m u l i n k ．( 3 ) P u t t i n gf o r w a r da ne x a c tg r a v i t y m e a s u r i n g a n di n t e g r a t e dn a v i g a t i o ns y s t e m ，w h i c hc o n s i s t i n go fR a t

11、 e A z i m u t hI n e r t i a l P l a t f o r m n a v i g a t i o n s y s t e m ，G P S r e c e i v e ra n d ag r a v i t y s e n s o r ．S o m ee q u a t i o n so f t h e i n t e g r a t e d s y s t e mi n r a t ea z i m

12、u t h h o r i z o n t a l r e f e r e n c e a n d m e t h o do fK a l m a nf i l t e r i n g a r eg i v e n ．c o r r e s p o n d i n gs i m u l a t i o na l s oa r e p e r f o r m e d ．( 4 ) P u t t i n gf o r w a r das

13、i m p l ep a s s i v eg r a v i t y n a v i g a t i o ns y s t e m ，w h i c hc o m b i n e do fR a t eA z i m u t hI n e r t i a l P l a t f o r m ，L o g ，a g r a v i t y s e n s o r a n d g r a v i t y m a p ．T h e p r

14、i n c i p l e o f t h i s i n t e g r a t e ds y s t e m ，e l r o rs t a t e e q u a t i o n s ，m e a s u r e m e n te q u a t i o n s a n d e x t e n d e d K a l m a ne q u a t i o n s a r e a l le s t a b l i s h e d ．

15、T oi m p r o v et h er e s o l u t i o n o f g r a v i t yd a t a , g r a v i t yd a t ai n t e r p o l a t i o na l g o r i t h m s a r ei n v o l v e d W h e n o n b o a r d g r a v i t y s e n s o r m e a s u r e s g

16、r a v i t y ，i t s o u t p u t i n c l u d e s b o t h l o c a lm e a s u r e m e n t g r a v i t ya n dt h e E o t v o se f f e c t ，S Ot h eE o t v o se f f e c ts h o u l db ec o n s i d e r e di nK a l m a nf i l t e

17、 r i n g o ft h e i n t e g r a t e d n a v i g a t i o n s y s t e m ．G r a v i t y a n o m a l y i s s t o c h a s t i c ，w h i c h l e a d s t om e a s u r i n ge q u a t i o ni s n o n ·l i n e a r , S O s t o c

18、 h a s t i c a l l y l i n e a r i z i n gt e c h n i q u e s i s a d o p t e d t o l i n e a r i z em e a s u r i n g e q u a t i o n ．( 5 、S t u d y i n go no b s e r v a b i l i t y o f R a t e A z i m u t hI n e r t

19、i a l P l a f f o r m ／G r a v i t y m a t c h i n t e g r a t e ds y s t e m ．T h el o c a lo b s e r v a b i l i t yi s i n t r o d u c e dt oa n a l y z eg r a v i t yf i e l dc h a r a c t e ri n f l u e n c i n gn a

20、 v i g a t i o np r e c i s i o no f R a t e A z i m u t h I n e r t i a l P l a t f o r m ／G r a v i t y m a t c h i n t e g r a t e d n a v i g a t i o n s y s t e m ，a n d s o m es i m u l a t i o ni St e s t e d ．( 6

21、 ) C o m p i l i n g s i m u l a t i n gp r o g r a m f o r R a t e A z i m u t h I n e r t i a lP l a t f o r m ／G r a v i t ym a t c hi n t e g r a t e ds y s t e mb y M a t l a b ／S i m u l i n k ，a n dm a n y s i m u

22、 l a t i o ni sc a r r i e dO U t ．T h er e s e a r c hi n t h i s d i s s e r t a t i o nr e v e a l san e wt h e o r ya n dm e t h o d o l o g y f o rd e v e l o p i n ga n d d e s i g n i n gt h ep a s s i v e g r a v

23、 i t yn a v i g a t i o ns y s t e m a n d g r a v i t y d y n a m i c a l l y g r a v i t ym e a s u r i n g s y s t e mi n o u r c o u n t r y ．K e ) r w o r d s ：R a t e A z i m u t hI n e r t i a lP l a t f o r m ；p