作為航空航天領域的關鍵技術,導航技術是一直以來的研究熱點。導航傳感器是導航系統(tǒng)中重要的組成部分,而MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)慣性傳感器以其低成本、低功耗等優(yōu)點在導航領域得到了廣泛的應用。但是MEMS傳感器的高噪聲水平問題也是一直以來難以克服的困難。為了避免MEMS傳感器測量噪聲對導航系統(tǒng)性能的影響,本文設計了一種基于慣性傳感網(wǎng)絡的分布式導航系統(tǒng),主要研究工作包括:1.研究慣性傳感網(wǎng)絡的最優(yōu)配置方法,設計網(wǎng)絡節(jié)點信息融合方法,彌補單一MEMS慣性傳感器在精度和測量噪聲方面的不足,為分布式導航系統(tǒng)提供精確地載體運動信息。通過實驗解算慣性網(wǎng)絡節(jié)點最佳空間配置角度,并基于最優(yōu)配置慣性傳感網(wǎng)絡對各個節(jié)點數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合,利用Allan方差分析數(shù)據(jù)融合前后傳感器誤差系數(shù)。2.根據(jù)慣性傳感器的工作原理研究姿態(tài)和位置解算方法,設計分布式導航系統(tǒng)自適應聯(lián)邦濾波器模型以及分布式導航系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方法,為載體提供高精度的導航狀態(tài)信息。設計分布式導航實驗,驗證分布式導航系統(tǒng)算法,得到分布式導航系統(tǒng)的位置定位實驗結果,通過與商用的PNS100精密組合導航系統(tǒng)結果相比...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 MEMS慣性傳感網(wǎng)絡
        1.1.1 MEMS慣性傳感網(wǎng)絡發(fā)展
        1.1.2 MEMS慣性傳感網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀
    1.2 分布式導航系統(tǒng)
    1.3 工作內(nèi)容與研究意義
第二章 MEMS慣性傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)設計
    2.1 慣性傳感網(wǎng)絡節(jié)點
        2.1.1 MEMS慣性傳感器
        2.1.2 磁強計
    2.2 慣性傳感網(wǎng)絡節(jié)點誤差校正
        2.2.1 MEMS慣性元器件誤差校正
        2.2.2 磁強計誤差校正
        2.2.3 網(wǎng)絡節(jié)點安裝誤差校正
        2.2.4 誤差校正實驗分析
    2.3 慣性傳感網(wǎng)絡最優(yōu)配置方法
    2.4 慣性傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合方法
    2.5 本章小結
第三章 分布式導航系統(tǒng)方法設計
    3.1 坐標系變換理論
    3.2 分布式導航系統(tǒng)工作原理
        3.2.1 分布式導航系統(tǒng)模型
        3.2.2 慣性傳感網(wǎng)絡節(jié)點位姿解算方法
        3.2.3 磁強計航向解算方法
    3.3 基于聯(lián)邦濾波器的分布式導航方法
        3.3.1 聯(lián)邦濾波器結構設計
        3.3.2 基于聯(lián)邦濾波器的分布式導航方法
    3.4 本章小結
第四章 分布式導航系統(tǒng)故障檢測
    4.1 慣性傳感網(wǎng)絡故障檢測方法
        4.1.1 故障檢測統(tǒng)計原理
        4.1.2 硬故障檢測
        4.1.3 軟故障檢測
    4.2 分布式導航系統(tǒng)故障檢測方法
        4.2.1 狀態(tài)χ²檢驗法
        4.2.2 殘差χ²檢驗法
    4.3 本章小結
第五章 實驗結果與分析
    5.1 慣性傳感網(wǎng)絡最優(yōu)配置實驗分析
    5.2 慣性傳感網(wǎng)絡最優(yōu)融合實驗分析
    5.3 分布式導航系統(tǒng)
        5.3.1 網(wǎng)絡節(jié)點姿態(tài)解算
        5.3.2 速度解算
        5.3.3 位置解算
    5.4 系統(tǒng)故障檢測
        5.4.1 硬故障檢測實驗分析
        5.4.2 軟故障檢測實驗分析
        5.4.3 分布式導航故障檢測實驗分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：3765845