本文選題：慣性導(dǎo)航　切入點(diǎn)：激光陀螺　出處：《國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)越來(lái)越趨向于信息化作戰(zhàn)及遠(yuǎn)距離對(duì)抗,而高精度激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)是目前保證各武器裝備在存在外界電磁干擾時(shí)仍具有高打擊精度的關(guān)鍵系統(tǒng)。然而,一方面目前對(duì)于激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差的研究尚不充分,另一方面,對(duì)于其長(zhǎng)期參數(shù)穩(wěn)定性的研究鮮有公開發(fā)表的文獻(xiàn)。這兩方面的因素使得激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境及長(zhǎng)期應(yīng)用下精度大幅降低。本文對(duì)激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差及長(zhǎng)期參數(shù)穩(wěn)定性進(jìn)行了一系列理論及實(shí)驗(yàn)上的研究,旨在研究提高激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的精度及其長(zhǎng)期參數(shù)穩(wěn)定性的方法。首先,介紹了激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的基本原理,定義了常用的基本參數(shù)和坐標(biāo)系,根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)器件各誤差參數(shù)的特性建立了器件誤差模型。針對(duì)應(yīng)用在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的慣導(dǎo)系統(tǒng),通過(guò)仿真分析了動(dòng)態(tài)誤差中的加速度計(jì)二次項(xiàng)誤差和內(nèi)桿臂參數(shù)的誤差效應(yīng),說(shuō)明了在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下將加速度計(jì)二次項(xiàng)誤差和內(nèi)桿臂參數(shù)加入到誤差模型中的必要性。其次,設(shè)計(jì)了一個(gè)額外考慮加速度計(jì)二次項(xiàng)誤差和內(nèi)桿臂參數(shù)的36維卡爾曼濾波器,根據(jù)誤差激勵(lì)方式設(shè)計(jì)了合理的標(biāo)定路徑,并通過(guò)可觀測(cè)性分析證明了標(biāo)定路徑的有效性�；谒O(shè)計(jì)的36維卡爾曼濾波器和標(biāo)定路徑提出了一種新的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了標(biāo)定方法的有效性。最后,進(jìn)行了長(zhǎng)期參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),對(duì)兩套樣機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)誤差參數(shù)的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析,以歸一化三倍標(biāo)準(zhǔn)差為指標(biāo)對(duì)各系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了穩(wěn)定性排序,并對(duì)比了兩套系統(tǒng)的穩(wěn)定性優(yōu)劣。基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)可能影響各個(gè)誤差參數(shù)的因素進(jìn)行了初步探討,著重研究了鎖區(qū)不穩(wěn)定可能影響激光陀螺零偏穩(wěn)定性的因素。為進(jìn)一步討論表面缺陷引入導(dǎo)致的激光陀螺零偏漂移,在區(qū)分不同表面空間波長(zhǎng)起伏造成的不同散射效應(yīng)的基礎(chǔ)上,通過(guò)引入了大、小尺度粗糙度的概念,建立了更完備的表面粗糙度散射模型,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了考慮粗糙度及其空間周期時(shí)多層膜斜入射光學(xué)特性計(jì)算的理論模型,根據(jù)膜層的有效介質(zhì)理論,采用數(shù)值模擬方法驗(yàn)證了其有效性。
[Abstract]:The modern war is becoming more and more remote information warfare and confrontation, and the precision of laser gyro strapdown inertial navigation system is the key system of the weapon equipment has high accuracy in the presence of external electromagnetic interference is guaranteed. However, on the one hand the laser gyro strapdown inertial navigation system on the dynamic error is not sufficient, the other on the one hand, to study the long-term stability of the few parameters of the published literature. These two factors make the laser gyro strapdown inertial navigation system accuracy in the high dynamic environment and long-term application greatly reduced. The laser gyro is studied a series of theoretical and experimental guide system dynamic error and long-term stability that aims to improve the laser gyro strapdown inertial system under high dynamic environment and the long-term stability of the precision parameters. First, introduced the laser Gyro principle guide, defines the basic parameters and coordinate system, device error model was set up according to the characteristics of the error parameters of the system devices. Aiming at the application of inertial navigation system under high dynamic environment, through the simulation analysis of the error effect two error and dynamic error in the arm parameter meter the acceleration of the description in the high dynamic environment will be the two accelerometer error and lever arm parameters are added to the necessity of the error in the model. Secondly, the 36 dimensional Calman filter two error within a meter and lever arm parameters consider additional acceleration design, according to the error excitation design reasonable path calibration and, through the observability analysis proves the validity of the calibration path. 36 dimensional Calman filter design and calibration path based on a new system level calibration method is proposed. Through simulation And the experimental results validate the calibration method. Finally, the long-term stability of the calibration experiment, the error parameters of two sets of prototype system for data analysis, normalized to three times the standard deviation of the stability order index for each parameter of each system, and compares the advantages and disadvantages of two sets of system stability. The data based on the results of the analysis of the factors that may affect the various error parameters were discussed, focusing on the lock instability may affect the laser gyro bias stability factor. For further discussion of surface defects caused by introduction of laser gyro drift, based on different scattering effects of different surface spatial wavelength fluctuation caused by the through the introduction, a large, small scale roughness concept, established a more complete surface roughness scattering model, and on the basis of considering the roughness and According to the effective medium theory of the film, the numerical simulation method is used to verify its validity.

【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1584003