本文關(guān)鍵詞：艦載機慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對準(zhǔn)方法研究

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【摘要】：航母是建設(shè)藍(lán)水海軍的必備條件,是提高國家威懾力和地區(qū)影響力的重要保障。無論是最早出現(xiàn)的常規(guī)動力航母,還是現(xiàn)在國際上現(xiàn)役的核動力航母,其均配備有大量的艦載機和相關(guān)武器裝備。在艦船戰(zhàn)斗群支持下,艦載機具有獨特的作戰(zhàn)優(yōu)勢和強大的威懾力量,并成為現(xiàn)代海軍的重要作戰(zhàn)力量之一。現(xiàn)代海軍作戰(zhàn)環(huán)境所提出的快速、高效、集成化需求,使得艦載機的起飛前準(zhǔn)備工作盡可能少,操作時間盡可能短。因此,當(dāng)航母在戰(zhàn)備狀態(tài)時,如何在航行狀態(tài)下對機載慣導(dǎo)進行精確、快速的對準(zhǔn),實現(xiàn)艦載機的快速起飛是亟待研究和解決的問題。本文針對航母艦載機快速起飛前的傳遞對準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)展開研究。結(jié)合航母和艦載機的慣性設(shè)備特性,首先簡述了艦機慣導(dǎo)初始對準(zhǔn)的必要性和可行性,分析了甲板變形建模方法、海浪模型、艦船運動模型以及船舶運動態(tài)勢預(yù)報的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;從匹配方法、可觀測性、誤差算法等方面簡述了傳遞對準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展概況,并給出了本文的研究內(nèi)容與安排。其次,分析了艦船所處的運動環(huán)境,列舉了不同的海浪譜模型;基于P-M譜進行了海浪運動建模,并在此基礎(chǔ)上建立了海浪影響下的艦船運動模型;對所建立的海浪模型海浪以及艦船在海浪作用下的運動姿態(tài)進行了仿真分析。隨后,建立了在地理坐標(biāo)系下平臺慣導(dǎo)和捷聯(lián)慣導(dǎo)的解算模型,推導(dǎo)了慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差傳播方程;分別針對速度匹配、姿態(tài)匹配、速度+姿態(tài)匹配等多種不同匹配模式設(shè)計了傳遞對準(zhǔn)濾波器�；诤侥笝C動檢測和慣性導(dǎo)航參數(shù)誤差的可觀測度分析方法,設(shè)計了適用于不同海況條件下的自適應(yīng)容錯傳遞對準(zhǔn)濾波器。最后,針對艦機傳遞對準(zhǔn)過程中的基準(zhǔn)信息延遲、主子慣導(dǎo)桿臂效應(yīng)、甲板動態(tài)變形等誤差源對傳遞對準(zhǔn)估計結(jié)果的影響和對應(yīng)補償方法進行了研究;重點針對甲板無變形、甲板只有靜態(tài)變形和甲板只有動態(tài)變形三種情況下慣性設(shè)備的對準(zhǔn)誤差進行了分析。為了解決甲板動態(tài)變形對傳遞對準(zhǔn)的影響,提出了“速度+姿態(tài)+積分角速度”匹配模式,通過積分衰減動態(tài)變形的影響,通過仿真分析驗證了該方法的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：艦載機 慣導(dǎo)系統(tǒng) 傳遞對準(zhǔn) 自適應(yīng)容錯對準(zhǔn)
【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】：2015
【分類號】：E926.392
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-22
• 1.2.1 甲板變形建模方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 海浪模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 艦船運動模型與預(yù)報方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 傳遞對準(zhǔn)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.5 本文研究內(nèi)容與安排21-22
• 第2章 艦船運動與環(huán)境建模22-39
• 2.1 海浪運動建模22-28
• 2.1.1 海浪譜24-27
• 2.1.2 海浪運動模型27
• 2.1.3 海浪的仿真27-28
• 2.1.4 結(jié)果分析28
• 2.2 艦船運動建模28-31
• 2.2.1 修正系數(shù)的確定28-29
• 2.2.2 波傾角影響因素分析29
• 2.2.3 艦船運動姿態(tài)分析29-31
• 2.3 多級海況艦船運動仿真31-37
• 2.3.1 四級海況31-34
• 2.3.2 七級海況34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第3章 艦載機傳遞對準(zhǔn)方法研究39-72
• 3.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)解算模型39-48
• 3.1.1 平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)原理及其解算模型39-45
• 3.1.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)原理及其解算模型45-48
• 3.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型48-52
• 3.2.1 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程48-51
• 3.2.2 平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差傳播模型51-52
• 3.3 傳遞對準(zhǔn)方法研究52-58
• 3.3.1 傳遞對準(zhǔn)觀測方程52-55
• 3.3.2 傳遞對準(zhǔn)濾波器設(shè)計55-58
• 3.4 自適應(yīng)容錯傳遞對準(zhǔn)算法58-71
• 3.4.1 具有匹配模型平滑切換的濾波方法58-64
• 3.4.2 基于可觀測度分析的自適應(yīng)調(diào)節(jié)濾波算法64-71
• 3.5 本章小結(jié)71-72
• 第4章 艦機傳遞對準(zhǔn)誤差分析與補償方法72-99
• 4.1 基準(zhǔn)信息時間延遲影響分析72-74
• 4.1.1 對速度觀測的影響73-74
• 4.1.2 對姿態(tài)觀測的影響74
• 4.2 主子慣導(dǎo)桿臂效應(yīng)影響分析74-77
• 4.2.1 桿臂效應(yīng)74-76
• 4.2.2 甲板變形和桿臂效應(yīng)綜合建模76-77
• 4.3 甲板動態(tài)變形影響分析77-93
• 4.3.1 甲板變形特性分析及仿真參數(shù)設(shè)置77-80
• 4.3.2 甲板變形對慣性設(shè)備對準(zhǔn)影響仿真分析80-93
• 4.4 “速度+姿態(tài)+積分角速度”匹配算法93-98
• 4.5 本章小結(jié)98-99
• 結(jié)論99-101
• 參考文獻101-106
• 致謝106-107
• 個人簡歷107

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