本文關鍵詞：再入機動飛行器組合導航信息融合方法研究

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【摘要】：現(xiàn)代戰(zhàn)爭對于“手術刀”式精確打擊的需求日益提高,導航系統(tǒng)作為GNC系統(tǒng)的基礎和核心,所提供的導航信息對于精確制導武器的打擊精度具有決定性的作用。同時出于自身固有缺陷和復雜戰(zhàn)場環(huán)境的考慮,單一導航體制已經(jīng)難以滿足精確制導武器對導航系統(tǒng)高精度、自主性、高可靠性和強隱蔽性的需求。因此,為了充分利用不同導航系統(tǒng)優(yōu)勢,設計一種適用于遠距離,長航時飛行器的導航系統(tǒng),研究組合導航系統(tǒng)中的信息融合算法是至關重要的。本文以再入機動飛行器(RMV)為背景,以信息融合算法研究為核心,首先分析了進行組合導航信息融合方法研究的必要性和迫切性,調(diào)研了該領域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,給出了組合導航系統(tǒng)的總體設計方案。隨后,定義了RMV建模中常用的坐標系,推導了不同坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換矩陣;分析了RMV飛行過程中的所受到的外力和力矩,并在此基礎上對發(fā)射坐標系和發(fā)射慣性系下的RMV動力學和運動學方程進行了討論。分別研究了SINS、CNS、SAR的導航解算原理,分析了SINS、CNS、SAR的誤差來源,建立了SINS、CNS、SAR的誤差模型;在此基礎上,建立了導航信息融合系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程,設計了INS/CNS、INS/SAR組合導航子系統(tǒng),通過仿真分析對所設計導航子系統(tǒng)的性能、各誤差源的影響效果等進行了探討。最后,在前述理論分析的基礎上,采用分布式聯(lián)邦濾波融合算法進行了全局信息融合濾波器設計;基于Simulink環(huán)境搭建了全程組合導航綜合仿真平臺,根據(jù)合理背景飛行參數(shù),分別對INS/CNS,INS/SAR,INS/CNS/SAR性能進行了仿真對比分析,驗證了所設計的組合導航信息融合方法的有效性和可行性。
【關鍵詞】：再入機動飛行器 組合導航 分布式融合 聯(lián)邦濾波
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V448.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 導航系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展概況9-15
• 1.2.1 慣性導航技術發(fā)展概況10-11
• 1.2.2 天文導航技術發(fā)展概況11-13
• 1.2.3 雷達導航技術發(fā)展概況13-14
• 1.2.4 組合導航技術國內(nèi)外研究概況14-15
• 1.3 信息融合技術國內(nèi)外研究概況15-19
• 1.3.1 信息融合模型發(fā)展概況15-17
• 1.3.2 信息融合算法發(fā)展概況17-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容與安排19-21
• 第2章 再入機動飛行器建模21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 坐標系定義與轉(zhuǎn)換矩陣推導21-28
• 2.2.1 常用坐標系定義21-24
• 2.2.2 坐標系相關角度定義24
• 2.2.3 坐標系轉(zhuǎn)換矩陣24-28
• 2.3 RMV受力分析28-34
• 2.3.1 質(zhì)心平動受力分析28-32
• 2.3.2 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動受力分析32-34
• 2.4 RMV運動學與動力學模型34-35
• 2.4.1 發(fā)射坐標系下RMV動力學方程34
• 2.4.2 發(fā)射慣性系下RMV動力學方程34
• 2.4.3 RMV運動學模型34-35
• 2.5 軌跡發(fā)生器設計35-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第3章 組合導航子系統(tǒng)建模與設計39-74
• 3.1 引言39
• 3.2 SINS解算建模與誤差分析39-46
• 3.2.1 SINS解算方法建模40-43
• 3.2.2 SINS誤差傳播方程43-46
• 3.3 天文導航系統(tǒng)解算建模與誤差分析46-47
• 3.3.1 CNS解算原理46
• 3.3.2 CNS誤差分析46-47
• 3.4 合成孔徑雷達解算建模與誤差分析47-52
• 3.4.1 SAR導航解算原理47-50
• 3.4.2 SAR導航誤差分析50-52
• 3.5 組合導航子系統(tǒng)設計52-58
• 3.5.1 導航子系統(tǒng)信息融合算法52-53
• 3.5.2 INS/CNS組合導航子系統(tǒng)設計53-56
• 3.5.3 INS/SAR組合導航子系統(tǒng)設計56-58
• 3.6 仿真分析58-72
• 3.6.1 導航系統(tǒng)解算仿真分析58-62
• 3.6.2 INS/CNS組合導航子系統(tǒng)仿真分析62-63
• 3.6.3 INS/SAR組合導航子系統(tǒng)仿真分析63-65
• 3.6.4 INS/CNS導航系統(tǒng)誤差分析65-69
• 3.6.5 INS/SAR導航系統(tǒng)誤差分析69-72
• 3.7 本章小結(jié)72-74
• 第4章 全局導航系統(tǒng)信息融合算法74-88
• 4.1 引言74
• 4.2 量測數(shù)據(jù)時空配準方法74-76
• 4.2.1 時間延遲配準方法74-75
• 4.2.2 時間異步配準方法75-76
• 4.3 INS/CNS/SAR信息融合方法76-79
• 4.4 INS/CNS/SAR信息融合仿真分析79-88
• 結(jié)論88-90
• 參考文獻90-94
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文94-96
• 致謝96

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 趙小明;翁炬;王強;侯全新;;現(xiàn)代慣性導航技術在國民經(jīng)濟中的應用[A];慣性技術發(fā)展動態(tài)發(fā)展方向研討會文集——新世紀慣性技術在國民經(jīng)濟中的應用[C];2012年

2 胡小平;吳美平;武元新;;導航技術發(fā)展研究[A];2010-2011控制科學與工程學科發(fā)展報告[C];2011年

3 吳文啟;何曉峰;胡小平;;導航技術發(fā)展研究[A];2012-2013控制科學與工程學科發(fā)展報告[C];2014年

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本文編號：924463