SINS-GPS組合式捷聯(lián)光纖陀螺羅經(jīng)的校準(zhǔn).pdf

1、捷聯(lián)式系統(tǒng)是慣性系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢(shì);光纖陀螺作為一種新型的全固態(tài)慣性儀表具有諸多優(yōu)點(diǎn),代表了慣性器件的一個(gè)新的發(fā)展方向;艦船羅經(jīng)系統(tǒng)可為艦船導(dǎo)航提供航向信息,又可以為雷達(dá)、聲納及武備控制系統(tǒng)提供水平姿態(tài)信息,長(zhǎng)期以來始終受到各國海軍的普遍高度重視。因此研制高精度捷聯(lián)式光纖陀螺羅經(jīng)系統(tǒng)具有十分重要的意義。本文主要研究了捷聯(lián)式光纖陀螺羅經(jīng)系統(tǒng)的組合校準(zhǔn)和組合校準(zhǔn)時(shí)的數(shù)據(jù)融合方法。
　　本文主要工作如下:
　　1、對(duì)捷聯(lián)式系統(tǒng)、光纖

2、陀螺、捷聯(lián)式光纖陀螺羅經(jīng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及組合系統(tǒng)做了全面的總結(jié)。通過對(duì)捷聯(lián)式光纖陀螺羅經(jīng)系統(tǒng)誤差的分析,設(shè)計(jì)了本文所研究的在無阻尼慣導(dǎo)工作狀態(tài)下的組合校準(zhǔn)方案,然后,建立了捷聯(lián)式光纖陀螺羅經(jīng)系統(tǒng)的誤差模型,給出了GPS的誤差分析。最后,選取了位置、速度組合開環(huán)校正作為組合校準(zhǔn)系統(tǒng)的組合校正方式。
　　2、分析了卡爾曼濾波在組合校準(zhǔn)中的關(guān)鍵作用,給出了傳統(tǒng)線性卡爾曼濾波方程。然后重點(diǎn)介紹了組合校準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,即狀態(tài)方程和量測(cè)方

3、程。根據(jù)此數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了應(yīng)用卡爾曼濾波器的組合校準(zhǔn)系統(tǒng)的仿真,驗(yàn)證了所提出的組合校準(zhǔn)方案的可行性和有效性。一般情況下系統(tǒng)是非線性的,針對(duì)非線性模型,應(yīng)用傳統(tǒng)的線性卡爾曼濾波已不再合適,故采用非線性卡爾曼濾波。因此介紹了幾種典型的非線性濾波方法,EKF、UKF和粒子濾波技術(shù),然后對(duì)EKF和UKF算法的濾波精度進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果表明相同條件下UKF濾波精度要高于EKF濾波。
　　3、對(duì)前述的非線性濾波方法EKF、UKF和粒子濾波

4、進(jìn)行了總結(jié),然后以UKF算法為基礎(chǔ)介紹了無跡粒子濾波算法的濾波步驟。其次介紹了基于信息和基于殘差的自適應(yīng)卡爾曼濾波。然后結(jié)合無跡粒子濾波算法對(duì)自適應(yīng)無跡粒子濾波算法進(jìn)行了研究,并畫出了自適應(yīng)無跡粒子濾波算法的流程圖。最后,設(shè)計(jì)了一系列的仿真,包括UKF和AUKF算法在良性信號(hào)和高反射信號(hào)環(huán)境下系統(tǒng)性能的比較、高反射信號(hào)環(huán)境下AEKF、AUKF和AUPF算法間系統(tǒng)性能的比較以及不同粒子數(shù)條件下AUPF算法估計(jì)精度的比較,仿真驗(yàn)證了所研究的