彈載SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-21 19:10
隨著現(xiàn)代軍事攻防技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭(zhēng)愈發(fā)體現(xiàn)出高技術(shù)、高強(qiáng)度的特點(diǎn),其中,戰(zhàn)場(chǎng)防御技術(shù)的飛速發(fā)展迫使導(dǎo)彈等制導(dǎo)武器系統(tǒng)越來(lái)越注重高精度、高動(dòng)態(tài)特性,從而提高導(dǎo)彈的突防能力和打擊精度。彈載SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)作為本文所涉及的制導(dǎo)武器系統(tǒng)的“眼睛”,其導(dǎo)航性能將直接影響導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能。因此,對(duì)高動(dòng)態(tài)下的彈載組合導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)及其設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)研究是十分必要的。本文以提高慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)下的導(dǎo)航性能為目的,對(duì)彈載SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì),內(nèi)容主要包括:(1)對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)相關(guān)原理進(jìn)行研究,包括系統(tǒng)程序編排、捷聯(lián)解算算法(如等效旋轉(zhuǎn)矢量算法)等,并針對(duì)高動(dòng)態(tài)應(yīng)用設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的位置解算算法。(2)對(duì)SINS/GNSS松組合系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,重點(diǎn)提出一種解決濾波實(shí)時(shí)性問(wèn)題的分步式組合濾波方法;對(duì)基于集中式濾波器及聯(lián)邦濾波器下的容錯(cuò)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并取得較好效果,提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)性能。(3)對(duì)SINS/GNSS緊組合導(dǎo)航相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,討論了緊組合系統(tǒng)初始化方法、濾波器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)變維數(shù)實(shí)現(xiàn)方法等,提出了一種基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移的通訊延時(shí)滯后誤差補(bǔ)償...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
1.1 課題研究的目的及意義
1.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)介
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)概述
2.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系
2.2.1 常用坐標(biāo)系定義
2.2.2 導(dǎo)航參數(shù)說(shuō)明
2.2.3 坐標(biāo)變換
2.3 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)程序編排
2.4 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)更新算法
2.4.1 傳統(tǒng)四元數(shù)算法
2.4.2 等效旋轉(zhuǎn)矢量算法
2.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)速度位置解算
2.5.1 速度解算算法
2.5.2 位置解算算法
2.5.3 改進(jìn)的位置解算算法
2.6 本章小結(jié)
3 SINS/GNSS松組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究
3.1 SNS子系統(tǒng)誤差建模
3.1.1 姿態(tài)角誤差方程
3.1.2 速度誤差方程
3.1.3 位置誤差方程
3.1.4 慣性器件誤差方程
3.2 組合系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
3.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程
3.2.2 系統(tǒng)觀測(cè)方程
3.2.3 系統(tǒng)方程離散化方法
3.3 SINS/GNSS組合卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)
3.3.1 常規(guī)卡爾曼濾波
3.3.2 自適應(yīng)卡爾曼濾波
3.3.3 分步式組合濾波方法
3.3.4 組合濾波周期的選取
3.4 組合導(dǎo)航誤差校正方法
3.5 仿真算例與分析
3.6 本章小結(jié)
4 容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究
4.1 基于集中式濾波器的容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1.1 多級(jí)容錯(cuò)導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1.2 子系統(tǒng)狀態(tài)判別
4.1.3 導(dǎo)航?jīng)Q策匹配
4.2 基于聯(lián)邦濾波器的容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.1 位置、速度子濾波器
4.2.2 主濾波器及信息分配
4.2.3 系統(tǒng)容錯(cuò)方法
4.3 仿真算例與分析
4.4 本章小結(jié)
5 SINS/GNSS緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究
5.1 緊組合系統(tǒng)初始化
5.2 緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
5.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程
5.2.2 系統(tǒng)觀測(cè)方程
5.3 緊組合濾波器設(shè)計(jì)
5.3.1 常規(guī)全維濾波器
5.3.2 星間單差降維濾波器
5.3.3 緊組合系統(tǒng)中變維數(shù)的實(shí)現(xiàn)
5.4 基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移的通訊延時(shí)滯后誤差補(bǔ)償方法
5.5 緊組合可視化數(shù)字仿真系統(tǒng)
5.6 仿真算例與分析
5.7 本章小結(jié)
6 組合導(dǎo)航系統(tǒng)試驗(yàn)與分析
6.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)
6.1.1 系統(tǒng)總體介紹
6.1.2 主要硬件特征
6.1.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
6.2 地面跑車(chē)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
6.3 系統(tǒng)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
6.3.1 無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案
6.3.2 有轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案
6.3.3 半實(shí)物仿真相關(guān)問(wèn)題及解決方案
6.4 組合導(dǎo)航試驗(yàn)誤差源分析
6.4.1 無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)誤差來(lái)源
6.4.2 有轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)誤差來(lái)源
6.5 試驗(yàn)結(jié)果與分析
6.5.1 地面跑車(chē)試驗(yàn)
6.5.2 中低動(dòng)態(tài)飛行條件下的無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真
6.5.3 高動(dòng)態(tài)飛行條件下的有轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真
6.5.4 火箭撬及投彈試驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種彈載多級(jí)容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 雷浩然,陳帥,程晨. 航天控制. 2013(05)
[2]基于MFC的組合導(dǎo)航監(jiān)測(cè)軟件快速實(shí)現(xiàn)方法[J]. 雷浩然,陳帥. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2013(S1)
[3]紅外成像尋的導(dǎo)彈半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 謝燕武. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2013(02)
[4]角速率輸入條件下圓錐誤差補(bǔ)償算法[J]. 段廣仁,張澤,孫勇. 中國(guó)空間科學(xué)技術(shù). 2012(01)
[5]基于漸消卡爾曼濾波器的定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊柳慶,肖前貴,牛妍,胡壽松. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]基于新息協(xié)方差的自適應(yīng)漸消卡爾曼濾波器[J]. 徐定杰,賀瑞,沈鋒,蓋猛. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(12)
[7]一種低成本的SINS/GPS緊密組合導(dǎo)航[J]. 邵莉,李四海,苑艷華. 壓電與聲光. 2011(04)
[8]半實(shí)物仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 黃建強(qiáng),鞠建波. 艦船電子工程. 2011(07)
[9]多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法研究[J]. 閻樹(shù)田,曹長(zhǎng)虹. 機(jī)械與電子. 2011(04)
[10]SINS/GPS緊耦合組合導(dǎo)航[J]. 鄭辛,付夢(mèng)印. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]MEMS IMU/GNSS超緊組合導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 葉萍.上海交通大學(xué) 2011
[2]慣性輔助GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡銳.南京理工大學(xué) 2010
[3]非線(xiàn)性SPKF濾波算法研究及其在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D]. 王小旭.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[4]GNSS/INS組合導(dǎo)航誤差補(bǔ)償與自適應(yīng)濾波理論的拓展[D]. 吳富梅.解放軍信息工程大學(xué) 2010
[5]精確制導(dǎo)炸彈低成本慣導(dǎo)/衛(wèi)星組合導(dǎo)航方法研究[D]. 陳帥.南京理工大學(xué) 2008
[6]高動(dòng)態(tài)環(huán)境捷聯(lián)慣導(dǎo)算法研究[D]. 奔粵陽(yáng).哈爾濱工程大學(xué) 2008
[7]MSINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 馬云峰.東南大學(xué) 2006
[8]多傳感器組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息融合技術(shù)研究[D]. 肖乾.哈爾濱工程大學(xué) 2005
碩士論文
[1]GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用研究[D]. 張曉亮.南京理工大學(xué) 2013
[2]導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理器的軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 牛忠華.西安電子科技大學(xué) 2010
[3]基于TMS320C6747的彈載GPS接收機(jī)研究[D]. 張學(xué)良.南京理工大學(xué) 2009
[4]慣性/衛(wèi)星緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 冀峰.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]高超巡航飛行器組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與算法驗(yàn)證[D]. 黃銘媛.上海交通大學(xué) 2008
[6]水下航行器組合導(dǎo)航系統(tǒng)容錯(cuò)方法研究[D]. 陳劍峰.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法與應(yīng)用研究[D]. 沈瑩.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[8]數(shù)據(jù)融合理論及其在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 周桃云.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]信息融合在GPS/INS組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D]. 彭霞.青島科技大學(xué) 2005
[10]偽衛(wèi)星定位導(dǎo)航的算法研究[D]. 涂蘭芬.西北工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3044791
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
1.1 課題研究的目的及意義
1.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)介
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
2.1 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)概述
2.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)常用坐標(biāo)系
2.2.1 常用坐標(biāo)系定義
2.2.2 導(dǎo)航參數(shù)說(shuō)明
2.2.3 坐標(biāo)變換
2.3 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)程序編排
2.4 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)更新算法
2.4.1 傳統(tǒng)四元數(shù)算法
2.4.2 等效旋轉(zhuǎn)矢量算法
2.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)速度位置解算
2.5.1 速度解算算法
2.5.2 位置解算算法
2.5.3 改進(jìn)的位置解算算法
2.6 本章小結(jié)
3 SINS/GNSS松組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究
3.1 SNS子系統(tǒng)誤差建模
3.1.1 姿態(tài)角誤差方程
3.1.2 速度誤差方程
3.1.3 位置誤差方程
3.1.4 慣性器件誤差方程
3.2 組合系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
3.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程
3.2.2 系統(tǒng)觀測(cè)方程
3.2.3 系統(tǒng)方程離散化方法
3.3 SINS/GNSS組合卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)
3.3.1 常規(guī)卡爾曼濾波
3.3.2 自適應(yīng)卡爾曼濾波
3.3.3 分步式組合濾波方法
3.3.4 組合濾波周期的選取
3.4 組合導(dǎo)航誤差校正方法
3.5 仿真算例與分析
3.6 本章小結(jié)
4 容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究
4.1 基于集中式濾波器的容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1.1 多級(jí)容錯(cuò)導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1.2 子系統(tǒng)狀態(tài)判別
4.1.3 導(dǎo)航?jīng)Q策匹配
4.2 基于聯(lián)邦濾波器的容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.1 位置、速度子濾波器
4.2.2 主濾波器及信息分配
4.2.3 系統(tǒng)容錯(cuò)方法
4.3 仿真算例與分析
4.4 本章小結(jié)
5 SINS/GNSS緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究
5.1 緊組合系統(tǒng)初始化
5.2 緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
5.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程
5.2.2 系統(tǒng)觀測(cè)方程
5.3 緊組合濾波器設(shè)計(jì)
5.3.1 常規(guī)全維濾波器
5.3.2 星間單差降維濾波器
5.3.3 緊組合系統(tǒng)中變維數(shù)的實(shí)現(xiàn)
5.4 基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移的通訊延時(shí)滯后誤差補(bǔ)償方法
5.5 緊組合可視化數(shù)字仿真系統(tǒng)
5.6 仿真算例與分析
5.7 本章小結(jié)
6 組合導(dǎo)航系統(tǒng)試驗(yàn)與分析
6.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)
6.1.1 系統(tǒng)總體介紹
6.1.2 主要硬件特征
6.1.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
6.2 地面跑車(chē)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
6.3 系統(tǒng)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
6.3.1 無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案
6.3.2 有轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真試驗(yàn)方案
6.3.3 半實(shí)物仿真相關(guān)問(wèn)題及解決方案
6.4 組合導(dǎo)航試驗(yàn)誤差源分析
6.4.1 無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)誤差來(lái)源
6.4.2 有轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)誤差來(lái)源
6.5 試驗(yàn)結(jié)果與分析
6.5.1 地面跑車(chē)試驗(yàn)
6.5.2 中低動(dòng)態(tài)飛行條件下的無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真
6.5.3 高動(dòng)態(tài)飛行條件下的有轉(zhuǎn)臺(tái)半實(shí)物仿真
6.5.4 火箭撬及投彈試驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種彈載多級(jí)容錯(cuò)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 雷浩然,陳帥,程晨. 航天控制. 2013(05)
[2]基于MFC的組合導(dǎo)航監(jiān)測(cè)軟件快速實(shí)現(xiàn)方法[J]. 雷浩然,陳帥. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2013(S1)
[3]紅外成像尋的導(dǎo)彈半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 謝燕武. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2013(02)
[4]角速率輸入條件下圓錐誤差補(bǔ)償算法[J]. 段廣仁,張澤,孫勇. 中國(guó)空間科學(xué)技術(shù). 2012(01)
[5]基于漸消卡爾曼濾波器的定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊柳慶,肖前貴,牛妍,胡壽松. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]基于新息協(xié)方差的自適應(yīng)漸消卡爾曼濾波器[J]. 徐定杰,賀瑞,沈鋒,蓋猛. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(12)
[7]一種低成本的SINS/GPS緊密組合導(dǎo)航[J]. 邵莉,李四海,苑艷華. 壓電與聲光. 2011(04)
[8]半實(shí)物仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 黃建強(qiáng),鞠建波. 艦船電子工程. 2011(07)
[9]多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法研究[J]. 閻樹(shù)田,曹長(zhǎng)虹. 機(jī)械與電子. 2011(04)
[10]SINS/GPS緊耦合組合導(dǎo)航[J]. 鄭辛,付夢(mèng)印. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]MEMS IMU/GNSS超緊組合導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 葉萍.上海交通大學(xué) 2011
[2]慣性輔助GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡銳.南京理工大學(xué) 2010
[3]非線(xiàn)性SPKF濾波算法研究及其在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D]. 王小旭.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[4]GNSS/INS組合導(dǎo)航誤差補(bǔ)償與自適應(yīng)濾波理論的拓展[D]. 吳富梅.解放軍信息工程大學(xué) 2010
[5]精確制導(dǎo)炸彈低成本慣導(dǎo)/衛(wèi)星組合導(dǎo)航方法研究[D]. 陳帥.南京理工大學(xué) 2008
[6]高動(dòng)態(tài)環(huán)境捷聯(lián)慣導(dǎo)算法研究[D]. 奔粵陽(yáng).哈爾濱工程大學(xué) 2008
[7]MSINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 馬云峰.東南大學(xué) 2006
[8]多傳感器組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息融合技術(shù)研究[D]. 肖乾.哈爾濱工程大學(xué) 2005
碩士論文
[1]GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用研究[D]. 張曉亮.南京理工大學(xué) 2013
[2]導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理器的軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 牛忠華.西安電子科技大學(xué) 2010
[3]基于TMS320C6747的彈載GPS接收機(jī)研究[D]. 張學(xué)良.南京理工大學(xué) 2009
[4]慣性/衛(wèi)星緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 冀峰.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]高超巡航飛行器組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與算法驗(yàn)證[D]. 黃銘媛.上海交通大學(xué) 2008
[6]水下航行器組合導(dǎo)航系統(tǒng)容錯(cuò)方法研究[D]. 陳劍峰.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法與應(yīng)用研究[D]. 沈瑩.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[8]數(shù)據(jù)融合理論及其在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 周桃云.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]信息融合在GPS/INS組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D]. 彭霞.青島科技大學(xué) 2005
[10]偽衛(wèi)星定位導(dǎo)航的算法研究[D]. 涂蘭芬.西北工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3044791
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