【摘要】：船體變形的精確測量對于構(gòu)建統(tǒng)一的空間姿態(tài)基準(zhǔn)、提高子系統(tǒng)的性能具有重要意義,而慣性量匹配測量法具有操作方便、測量精度高以及抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢,因此,本文對基于慣性量匹配的船體變形測量技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,針對測量過程中存在的時間延遲以及系統(tǒng)不確定性問題,提出了相應(yīng)的解決方法,以達(dá)到提高船體變形測量精度的目的。首先,考慮到角速度信息對船體變形角較為敏感,因此對基于角速度匹配的船體變形測量方法進(jìn)行了研究,基于船體變形角模型和陀螺漂移模型建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程,考慮到大安裝誤差角的情況建立了非線性量測方程,二者共同構(gòu)成了濾波方程,并通過仿真實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。其次,針對實(shí)船測量時存在時間延遲問題,從理論和仿真兩個方面分析了時間延遲對船體變形估計精度的影響,在狀態(tài)擴(kuò)維補(bǔ)償法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),提出了一種改進(jìn)的時間延遲補(bǔ)償方法,通過對時間延遲的預(yù)估計,實(shí)現(xiàn)了對延遲時間段內(nèi)的平均角加速度的更精確求解,提高了對時間延遲的補(bǔ)償精度,從而提高了船體變形的測量精度,仿真驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)利用該方法補(bǔ)償時間延遲后,船體變形角的估計精度優(yōu)于0.1′。然后,針對實(shí)船測量時存在的系統(tǒng)參數(shù)不確定以及量測噪聲統(tǒng)計特性不確定的問題,提出了多模型自適應(yīng)船體變形估計算法。基于多模型思想設(shè)計了變參數(shù)多模型算法,通過對主頻率的預(yù)估計,解決了實(shí)際測量中主頻率不確定的問題�；赟age-Husa自適應(yīng)濾波思想,設(shè)計了自適應(yīng)容積卡爾曼濾波算法對量測噪聲協(xié)方差陣進(jìn)行實(shí)時跟蹤和估計,有效地解決了量測噪聲統(tǒng)計特性不確定的問題。通過仿真驗(yàn)證了多模型自適應(yīng)船體變形估計算法的有效性,在主頻率和量測噪聲統(tǒng)計特性未知的情況下,船體變形角的估計精度優(yōu)于0.1′。最后,設(shè)計了轉(zhuǎn)臺模擬試驗(yàn)對本文所提算法進(jìn)行驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的時間延遲補(bǔ)償方法能夠有效地補(bǔ)償時間延遲引起的估計誤差,本文提出的多模型自適應(yīng)船體變形估計算法能夠在在主頻率和量測噪聲統(tǒng)計特性未知的情況下,對船體變形角進(jìn)行有效的估計。
【圖文】：

慣性量匹配的船體變形測量方法具有測量精度高、自主性，因此該方法在船體變形測量這一領(lǐng)域擁有獨(dú)特的運(yùn)用優(yōu)船體變形可以直接反映到角速度差別中去，，故角速度匹配感，而且角速度匹配法無需用到比力信息不會受到桿臂效陀螺輸出的角速度原始數(shù)據(jù)無誤差累積的過程，因而本配的船體變形測量方法進(jìn)行探討。度匹配法測量船體變形的基本原理 為角速度匹配測量法的測量示意圖。角速度匹配測量法量單元，記為 IMU1 和 IMU2。首先，在船中心的中心系統(tǒng)處子系統(tǒng)處安裝 IMU2，IMU1 測得的信息可通過數(shù)據(jù)傳于后續(xù)對船體變形角的濾波估計過程。圖 2-1 中O xyz系，O x y z 為 IMU2 的載體坐標(biāo)系。IMU1 能夠敏感到運(yùn)動的角速度，同樣，IMU2 也能夠敏感到自身載體系相角速度。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文夫鏈來描述。假設(shè)系統(tǒng)模型如下：/ 1 1 1 1k k kk km m mk k k k k km mk k k k x A x B wz H x v為 k-1 時刻的狀態(tài)估計值；kx 為 k 時刻的狀態(tài)估計值系統(tǒng)模型；k 時刻的系統(tǒng)模型集記為1 2{ , , , k k M m m m含所有可能系統(tǒng)模型；/ 1kmk k A 為 k 時刻對應(yīng)系統(tǒng)模型m k-1 時刻對應(yīng)系統(tǒng)模型km 的噪聲驅(qū)動矩陣；kmkH 為量測矩陣；1kmk w 為 k-1 時刻對應(yīng)系統(tǒng)模型km 的系統(tǒng)噪統(tǒng)模型km 的量測噪聲。子模型間的交互過程是一階馬爾可夫過程，即系統(tǒng)當(dāng)一時刻的狀態(tài)有關(guān)，而與更早時刻的狀態(tài)無關(guān)。子模。其中，ij 為子模型ikm 到子模型jkm 的轉(zhuǎn)移概率，且滿
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U672

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