慣性導(dǎo)航系統(tǒng)綜合校正技術(shù)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航技術(shù)是導(dǎo)航領(lǐng)域里面十分重要的一種導(dǎo)航技術(shù)，其能獨立自主地提供載體位置、速度和姿態(tài)信息，且系統(tǒng)運行過程不對外發(fā)射任何信號，具有很好的隱蔽性，因此其在航空、航天、航海等領(lǐng)域得到了很廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但是因為慣性器件誤差的存在，使得慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的導(dǎo)航信息會出現(xiàn)逐步發(fā)散的誤差量。為了保證慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出導(dǎo)航信息的精確性，系統(tǒng)長期運行過程中，需要定期對慣性器件誤差測定并加以補償，同時對系統(tǒng)位置、速度和方位參數(shù)進行重新調(diào)整，這種方法稱為慣性導(dǎo)航

2、的綜合校正技術(shù)。本文正是基于此思想，展開對平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)及捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中綜合校正算法的研究。
　　本論文首先對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識及其基本原理進行具體闡述，推導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程，證明由于陀螺儀和加速度計的器件誤差造成系統(tǒng)輸出的位置、速度和姿態(tài)角等導(dǎo)航信息出現(xiàn)誤差發(fā)散現(xiàn)象，并對系統(tǒng)進行計算機仿真進行輔助說明。
　　理論推導(dǎo)OEPQ坐標(biāo)系下的平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正算法，以GPS提供的經(jīng)緯度位置信息或天文導(dǎo)航提供的方位信息為基準，建

3、立系統(tǒng)輸出定位誤差與平臺漂移角的關(guān)系表達式，結(jié)合推導(dǎo)的平臺漂移角與陀螺漂移的關(guān)系式，提出并推導(dǎo)OEPQ坐標(biāo)系下捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)兩點校正算法。通過分析校正過程提出OEPQ坐標(biāo)系校正算法對載體航行方式限制的局限性，并提出基于慣性坐標(biāo)系的校正方法，理論推導(dǎo)并仿真證明慣性系下綜合校正的可行性與實用性。
　　針對廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略潛艇、戰(zhàn)略導(dǎo)彈等領(lǐng)域的空間穩(wěn)定慣導(dǎo)系統(tǒng)，設(shè)計系統(tǒng)編排方案，建立系統(tǒng)誤差模型，推導(dǎo)位置誤差方程、速度誤差方程以及姿態(tài)角誤差

4、方程，提出在長時間運行過程中，陀螺常值漂移是引起空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差發(fā)散的主要因素，并針對此提出利用外測位置信息的兩點校正以及利用外測位置信息和航向信息的一點校正方法。最后結(jié)合計算機仿真，證明該校正算法的正確性和可行性。
　　本文最后一部分設(shè)計基于卡爾曼濾波的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正。首先建立平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型，以平臺誤差角和陀螺漂移為狀態(tài)量建立狀態(tài)方程，以位置誤差和航向誤差作為觀測量建立量測方程，利用卡爾曼濾波器估測出系統(tǒng)的常值陀