本文關鍵詞：井下捷聯(lián)慣導定位系統(tǒng)初始對準濾波應用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤炭能源在我國占有舉足輕重的地位,但煤礦井下的安全條件相對薄弱。針對現(xiàn)有井下定位系統(tǒng)并不能實時準確地向求援人員提供位置信息以及運行軌跡,在發(fā)生重大事故時往往致使救援人員錯失最佳救援時機。鑒于此,對井下定位系統(tǒng)進行改善已經迫在眉睫。具有自主導航功能的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)能夠不受井下復雜環(huán)境的干擾,提高人員或設備導航數(shù)據(jù)的精度。因此為了改善定位質量本文將捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)引入煤礦井下。初始對準精度的高低對捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的定位精度具有舉足輕重的影響。故本文重點研究設計一種合理的適用于煤礦井下復雜環(huán)境的初始對準濾波算法,在減少計算量與濾波發(fā)散的同時最大限度地提高初始對準的精度,保證定位的準確性。結合煤礦井下的具體應用環(huán)境,通過對傳統(tǒng)線性卡爾曼濾波以及EKF(Extended Kalman Filter)算法等幾種應用于捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)初始對準濾波算法的研究、分析和比較,得出的運用適應性更強的非線性濾波UKF(Unscented Kalman Filter)算法能夠使得濾波精度更高,收斂速度更快。針對煤礦井下噪聲的非高斯分布、位置隨機誤差以及外部干擾等不確定因素,對UKF進行優(yōu)化改進,并且在引入閉環(huán)濾波系統(tǒng),降低算法計算量的同時,減少了濾波的發(fā)散,提高了系統(tǒng)的實時性。本文通過對初始對準濾波算法和捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)誤差的優(yōu)化和相互融合,完成捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)初始對準數(shù)據(jù)的精準校正。在論文中對傳統(tǒng)線性卡爾曼濾波、EKF和優(yōu)化改進的UKF進行仿真對比,驗證了優(yōu)化改進的UKF算法在非線性條件下的實用性以及初始對準精度的提高。
【關鍵詞】：捷聯(lián)慣性導航 初始對準 誤差矩陣 濾波算法 改進UKF
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 慣性技術的發(fā)展狀況15-16
• 1.3 初始對準濾波技術的應用與發(fā)展16-18
• 1.4 研究內容及論文結構18-20
• 2 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)基本理論20-28
• 2.1 基本原理及特點概述20-21
• 2.2 導航常用坐標系及變換關系21-24
• 2.3 系統(tǒng)誤差源分析24-25
• 2.4 姿態(tài)轉換算法25-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準及誤差研究28-36
• 3.1 初始對準基本原理28-29
• 3.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準誤差模型29-33
• 3.3 動態(tài)定位中誤差的修正33-35
• 3.4 本章小結35-36
• 4 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)非線性濾波算法研究36-46
• 4.1 傳統(tǒng)卡爾曼濾波算法36-40
• 4.2 無跡卡爾曼濾波算法的研究40-43
• 4.3 動態(tài)定位中改進無跡卡爾曼濾波器的設計43-45
• 4.4 本章小結45-46
• 5 無跡卡爾曼濾波器在SINS初始對準中的應用與仿真46-55
• 5.1 SINS閉環(huán)濾波系統(tǒng)的研究46-48
• 5.2 無跡卡爾曼濾波在SINS初始對準中的仿真48-51
• 5.3 改進UKF在SINS初始對準中的仿真比較51-54
• 5.4 本章小結54-55
• 6 全文總結與展望55-57
• 6.1 論文主要研究內容總結55
• 6.2 后續(xù)研究工作展望55-57
• 參考文獻57-60
• 作者簡歷60-62
• 學位論文數(shù)據(jù)集62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張炎華,程加斌;魯棒濾波及艦載武器捷聯(lián)系統(tǒng)初始對準研究[J];上海交通大學學報;1997年04期

2 張衛(wèi)明;張繼惟;范子杰;鐘山;;UKF方法在慣性導航系統(tǒng)初始對準中的應用研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2007年04期

3 朱利鋒,鮑其蓮,張炎華;捷聯(lián)慣導系統(tǒng)初始對準的H_∞濾波及卡爾曼濾波比較研究[J];中國慣性技術學報;2005年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李偉;ZigBee和GIS技術的井下人員定位系統(tǒng)的應用[D];太原理工大學;2010年

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本文編號：370265