慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在誤差隨時間積累的問題,無人機、軍事運輸機、洲際導(dǎo)彈等長時間航行飛行器的定位定向精度需要采用組合導(dǎo)航系統(tǒng)來保證,并且軍事用途的飛行器要求組合導(dǎo)航系統(tǒng)精度高、不依賴外部信息。天文導(dǎo)航具有高精度、自主隱蔽的特點,合成孔徑雷達是一種新型的微波成像雷達,它具分辨率高、探測距離遠和全天候工作等優(yōu)點,CNS、SAR與捷聯(lián)慣導(dǎo)組成的CNS/SAR/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)是一種有發(fā)展前途的自主導(dǎo)航方式。組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型實質(zhì)上是非線性的,當姿態(tài)失準角為大角度時,系統(tǒng)方程和量測方程均呈現(xiàn)強非線性。本文以高空飛行器CNS/SAR/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)為應(yīng)用背景,對組合導(dǎo)航非線性濾波方法開展研究。首先推導(dǎo)了捷聯(lián)慣導(dǎo)非線性誤差模型,分析了CNS和SAR的工作原理和誤差來源,并建立了CNS/SAR/SINS組合系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程。然后介紹了UKF、CKF、GHQF三種非線性高斯濾波算法,并利用泰勒級數(shù)展開對三種非線性濾波算法進行了精度比較分析,通過對函數(shù)泰勒展開式高階項的捕獲程度和數(shù)值穩(wěn)定性分析表明,與UKF和CKF相比,GHQF能夠逼近任意階精度的非線性系統(tǒng)的后驗均值,GHQF具有較高的估計精... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

早期的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

研制新一代低成本、輕型化的合成孔徑雷達，用于地球環(huán)境、資源等的監(jiān)測。圖1-2 星載合成孔徑雷達Fig.1-2 Satellite borne synthetic aperture radar歐空局分別于 1991 年和 1995 年發(fā)射了遙感地球資源系列衛(wèi)星 ERS-1 和ERS-2，這是歐空局首次將合成孔徑雷達應(yīng)用于衛(wèi)星，ERS 系列衛(wèi)星負責(zé)對陸地、海洋等地球資源進行監(jiān)測[41-43]。該系列衛(wèi)星采用法國的 MK-1 平臺，搭載的

02 年 3 月發(fā)射成功開始工作，采用近極地太陽同步軌道，AR 繼承了 ERS 系列的成像模式和波束模式，具有可調(diào)整采用多種極化方式使得成像功能大大增強，單次掃描范圍 SAR 雷達偵察衛(wèi)星發(fā)展較晚，2007 年發(fā)射了一顆軍民兩為 TerraSAR-X，該衛(wèi)星運行軌道與 ERS 系列衛(wèi)星相同，星采用了先進的極化工作模式，擁有多通道信息接收方式成像模式，主要包括：StripMap、Scan-SAR、Spot-Ligh衛(wèi)星還配置了有源天線，衛(wèi)星工作受氣象條件、云層覆蓋，能夠收集高質(zhì)量的 X 波段雷達數(shù)據(jù)。國防部與航天局合作啟動了 Cosmo-Skymed 星座項目，并列的第一顆雷達成像衛(wèi)星進入了太空，如今該星座系列共偵察衛(wèi)星，Cosmo-Skymed 工作在 X 波段，采用了先進的通道信息接收方式，同時具備三種精度的成像模式：ScantLight。Cosmo-Skymed 為全球第 1 個分辨率達到 1m 的雷達害監(jiān)測、資源探測、軍事偵察等方面發(fā)揮了極大的作用。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]容積卡爾曼濾波算法研究及其在導(dǎo)航中的應(yīng)用[D]. 葛磊.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]對偶四元數(shù)導(dǎo)航算法與非線性高斯濾波研究[D]. 武元新.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號：3579884