艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-02 23:00
基于捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)構(gòu)成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)已成為艦載飛機(jī)最主要的導(dǎo)航系統(tǒng)。從成本和易于實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā),利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開發(fā)艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器,模擬其對(duì)準(zhǔn)過程和動(dòng)態(tài)環(huán)境下導(dǎo)航數(shù)據(jù)輸出,是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下研究慣導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)、分析導(dǎo)航系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)綜合航電交聯(lián)測(cè)試等實(shí)驗(yàn)課題的重要手段。本文以艦載機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用VC++軟件開發(fā)平臺(tái)完成艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器的設(shè)計(jì)。論文的主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括:1.首先對(duì)艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),然后對(duì)仿真器的功能性需求進(jìn)行了詳細(xì)分析,在此基礎(chǔ)上,對(duì)仿真器的功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)劃分。2.建立慣性器件和GNSS誤差模型,并對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)、速度和位置結(jié)算算法進(jìn)行簡化,設(shè)計(jì)便于編程實(shí)現(xiàn)的慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。同時(shí),針對(duì)艦載機(jī)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)快速傳遞對(duì)準(zhǔn)問題,設(shè)計(jì)改進(jìn)了速度加姿態(tài)匹配和角速度加比力匹配兩種傳遞對(duì)準(zhǔn)組合匹配方案。3.基于“模塊化設(shè)計(jì)”,將艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器劃分為六個(gè)模塊,在VC++.NET開發(fā)平臺(tái)下,并引進(jìn)OpenGL開放型圖形庫,用...
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.2.2 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介
1.2.3 SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.3 國內(nèi)外導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究現(xiàn)狀
1.4 論文結(jié)構(gòu)安排及創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 論文結(jié)構(gòu)安排
1.4.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器總體設(shè)計(jì)方案
2.1 設(shè)備組成及功能
2.2 功能性需求分析
2.2.1 人機(jī)交互模塊
2.2.2 運(yùn)動(dòng)軌跡仿真模塊
2.2.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真模塊
2.2.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊
2.2.5 信息顯示模塊
2.2.6 通信模塊
2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1 人機(jī)交互模塊
2.3.2 運(yùn)動(dòng)軌跡仿真模塊
2.3.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真模塊
2.3.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊
2.3.5 信息顯示模塊
2.3.6 通信模塊
2.4 本章小結(jié)
第3章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航算法研究及建模
3.1 導(dǎo)航基本參數(shù)
3.2 常用坐標(biāo)系定義
3.3 慣性器件誤差模型
3.3.1 原始信號(hào)生成模塊
3.3.2 陀螺儀的誤差模型
3.3.3 加速度計(jì)的誤差模型
3.4 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算算法
3.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型
3.6 卡爾曼濾波理論
3.7初始對(duì)準(zhǔn)
3.7.1 角速度加比力匹配
3.7.2 速度加姿態(tài)匹配
3.8 GNSS誤差模型
3.9 SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)
3.10本章小結(jié)
第4章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器的設(shè)計(jì)
4.1 數(shù)字仿真器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.1.1 仿真平臺(tái)基礎(chǔ)
4.1.2 多線程技術(shù)
4.1.3 動(dòng)態(tài)鏈接庫
4.2 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)
4.2.1 參數(shù)裝訂模塊設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真流程控制模塊設(shè)計(jì)
4.2.3 界面顯示控制模塊設(shè)計(jì)
4.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)
4.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.1 慣性器件仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.2 慣性導(dǎo)航解算模塊設(shè)計(jì)
4.4.3 純GNSS仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.4 組合導(dǎo)航仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.5 性能分析模塊設(shè)計(jì)
4.5 信息顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5.1 導(dǎo)航信息及誤差數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5.2 座艙多功能顯示器設(shè)計(jì)
4.6 基于UDP的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)
4.7 仿真器的工作流程
4.8 本章小結(jié)
第5章 仿真結(jié)果及分析
5.1 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真結(jié)果及分析
5.1.1 速度加姿態(tài)匹配仿真結(jié)果
5.1.2 角速度加比力匹配仿真結(jié)果
5.1.3 結(jié)果分析
5.2 慣性/組合導(dǎo)航仿真結(jié)果及分析
5.2.1 純GNSS仿真結(jié)果及分析
5.2.2 純慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
5.2.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
研究生期間發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]世界主要幾種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能對(duì)比[J]. 周鵬,茹東生,趙時(shí). 中國科技信息. 2012(12)
[2]旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸方向?qū)ο到y(tǒng)調(diào)制精度的影響[J]. 賴際舟,于明清,呂品,劉建業(yè),張玲. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]基于H∞濾波的主/子慣導(dǎo)組合中撓曲變形補(bǔ)償算法[J]. 劉錫祥,徐曉蘇,王立輝. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]全數(shù)字飛行仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐海亮,李駿揚(yáng),費(fèi)樹岷. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[5]國外衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 胡悅,程琳娜. 數(shù)字通信世界. 2010(S1)
[6]一種大安裝角條件下的傳遞對(duì)準(zhǔn)算法研究[J]. 孫茜,劉建業(yè),曾慶化. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(S1)
[7]傳遞對(duì)準(zhǔn)中載艦撓曲變形和桿臂效應(yīng)一體化建模與仿真[J]. 高青偉,趙國榮,王希彬,吳芳. 航空學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]GNSS系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 馬芮,孔星煒. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2008(02)
[9]GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的新發(fā)展[J]. 劉基余. 遙測(cè)遙控. 2007(04)
[10]虛擬座艙多功能顯示器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 白剛,袁梅,陳炅. 飛機(jī)設(shè)計(jì). 2005(04)
博士論文
[1]微慣性測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊金顯.哈爾濱工程大學(xué) 2008
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]艦載慣導(dǎo)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吉建嬌.南京理工大學(xué) 2013
[3]艦載武器慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真驗(yàn)證系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 羅彬.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]艦載機(jī)起飛控制與仿真技術(shù)研究[D]. 朱熠.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]GPS/INS緊組合對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 朱讓劍.上海交通大學(xué) 2011
[6]GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究[D]. 劉培偉.長春工業(yè)大學(xué) 2010
[7]捷聯(lián)慣導(dǎo)和組合導(dǎo)航的仿真研究[D]. 李曉峰.西安電子科技大學(xué) 2010
[8]低成本IMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)研究[D]. 朱啟舉.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[9]智能組合導(dǎo)航系統(tǒng)中信息融合與容錯(cuò)理論研究[D]. 彭蓉.西北工業(yè)大學(xué) 2003
[10]低成本SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究及軟件設(shè)計(jì)[D]. 侯淑華.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3472539
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.2.2 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介
1.2.3 SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)簡介
1.3 國內(nèi)外導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究現(xiàn)狀
1.4 論文結(jié)構(gòu)安排及創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 論文結(jié)構(gòu)安排
1.4.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器總體設(shè)計(jì)方案
2.1 設(shè)備組成及功能
2.2 功能性需求分析
2.2.1 人機(jī)交互模塊
2.2.2 運(yùn)動(dòng)軌跡仿真模塊
2.2.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真模塊
2.2.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊
2.2.5 信息顯示模塊
2.2.6 通信模塊
2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1 人機(jī)交互模塊
2.3.2 運(yùn)動(dòng)軌跡仿真模塊
2.3.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真模塊
2.3.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊
2.3.5 信息顯示模塊
2.3.6 通信模塊
2.4 本章小結(jié)
第3章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航算法研究及建模
3.1 導(dǎo)航基本參數(shù)
3.2 常用坐標(biāo)系定義
3.3 慣性器件誤差模型
3.3.1 原始信號(hào)生成模塊
3.3.2 陀螺儀的誤差模型
3.3.3 加速度計(jì)的誤差模型
3.4 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算算法
3.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型
3.6 卡爾曼濾波理論
3.7初始對(duì)準(zhǔn)
3.7.1 角速度加比力匹配
3.7.2 速度加姿態(tài)匹配
3.8 GNSS誤差模型
3.9 SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)
3.10本章小結(jié)
第4章 艦載機(jī)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字仿真器的設(shè)計(jì)
4.1 數(shù)字仿真器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.1.1 仿真平臺(tái)基礎(chǔ)
4.1.2 多線程技術(shù)
4.1.3 動(dòng)態(tài)鏈接庫
4.2 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)
4.2.1 參數(shù)裝訂模塊設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真流程控制模塊設(shè)計(jì)
4.2.3 界面顯示控制模塊設(shè)計(jì)
4.3 傳遞對(duì)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)
4.4 慣性/組合導(dǎo)航仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.1 慣性器件仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.2 慣性導(dǎo)航解算模塊設(shè)計(jì)
4.4.3 純GNSS仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.4 組合導(dǎo)航仿真模塊設(shè)計(jì)
4.4.5 性能分析模塊設(shè)計(jì)
4.5 信息顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5.1 導(dǎo)航信息及誤差數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計(jì)
4.5.2 座艙多功能顯示器設(shè)計(jì)
4.6 基于UDP的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)
4.7 仿真器的工作流程
4.8 本章小結(jié)
第5章 仿真結(jié)果及分析
5.1 傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真結(jié)果及分析
5.1.1 速度加姿態(tài)匹配仿真結(jié)果
5.1.2 角速度加比力匹配仿真結(jié)果
5.1.3 結(jié)果分析
5.2 慣性/組合導(dǎo)航仿真結(jié)果及分析
5.2.1 純GNSS仿真結(jié)果及分析
5.2.2 純慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
5.2.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
研究生期間發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]世界主要幾種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能對(duì)比[J]. 周鵬,茹東生,趙時(shí). 中國科技信息. 2012(12)
[2]旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸方向?qū)ο到y(tǒng)調(diào)制精度的影響[J]. 賴際舟,于明清,呂品,劉建業(yè),張玲. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]基于H∞濾波的主/子慣導(dǎo)組合中撓曲變形補(bǔ)償算法[J]. 劉錫祥,徐曉蘇,王立輝. 中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]全數(shù)字飛行仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐海亮,李駿揚(yáng),費(fèi)樹岷. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[5]國外衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 胡悅,程琳娜. 數(shù)字通信世界. 2010(S1)
[6]一種大安裝角條件下的傳遞對(duì)準(zhǔn)算法研究[J]. 孫茜,劉建業(yè),曾慶化. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(S1)
[7]傳遞對(duì)準(zhǔn)中載艦撓曲變形和桿臂效應(yīng)一體化建模與仿真[J]. 高青偉,趙國榮,王希彬,吳芳. 航空學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]GNSS系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 馬芮,孔星煒. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2008(02)
[9]GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的新發(fā)展[J]. 劉基余. 遙測(cè)遙控. 2007(04)
[10]虛擬座艙多功能顯示器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 白剛,袁梅,陳炅. 飛機(jī)設(shè)計(jì). 2005(04)
博士論文
[1]微慣性測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊金顯.哈爾濱工程大學(xué) 2008
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]艦載慣導(dǎo)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吉建嬌.南京理工大學(xué) 2013
[3]艦載武器慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)仿真驗(yàn)證系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 羅彬.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]艦載機(jī)起飛控制與仿真技術(shù)研究[D]. 朱熠.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]GPS/INS緊組合對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 朱讓劍.上海交通大學(xué) 2011
[6]GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究[D]. 劉培偉.長春工業(yè)大學(xué) 2010
[7]捷聯(lián)慣導(dǎo)和組合導(dǎo)航的仿真研究[D]. 李曉峰.西安電子科技大學(xué) 2010
[8]低成本IMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)研究[D]. 朱啟舉.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[9]智能組合導(dǎo)航系統(tǒng)中信息融合與容錯(cuò)理論研究[D]. 彭蓉.西北工業(yè)大學(xué) 2003
[10]低成本SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究及軟件設(shè)計(jì)[D]. 侯淑華.西北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3472539
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