旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)是目前捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。本文以光纖陀螺單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制系統(tǒng)的誤差自補(bǔ)償技術(shù)、慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)方法以及旋轉(zhuǎn)軸陀螺常值誤差的估計(jì)標(biāo)校進(jìn)行了研究,并完成了相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證。論文主要內(nèi)容如下:1.研究了單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了系統(tǒng)的速度誤差方程,姿態(tài)誤差方程和位置誤差方程,針對(duì)單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器元器件的誤差傳遞特性,研究了旋轉(zhuǎn)調(diào)制的原理。2.研究了單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)方法�？紤]系統(tǒng)工作環(huán)境的動(dòng)態(tài)特性,提出了基于凝固法的粗對(duì)準(zhǔn)和基于速度匹配的H∞濾波精對(duì)準(zhǔn)方法。對(duì)該方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法能提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)精度,從而提高了單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)定位精度。3.研究了單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸陀螺標(biāo)校技術(shù)。單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)軸的陀螺漂移無(wú)法被調(diào)制,該誤差會(huì)引起慣導(dǎo)系統(tǒng)隨時(shí)間積累的位置誤差。為了提高系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)航精度,提出了一種基于高斯過(guò)程回歸的精確標(biāo)校方位陀螺漂移的方法。對(duì)該方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真,結(jié)果表明該方法能夠精確辨識(shí)慣導(dǎo)系統(tǒng)的方位陀螺常值漂移,從而提高了單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)定位精度。4.利用單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),包括靜態(tài)實(shí)驗(yàn)、搖擺實(shí)驗(yàn)和跑車(chē)實(shí)驗(yàn)等,實(shí)驗(yàn)取得了預(yù)期的結(jié)果,驗(yàn)證了本文所提方法的可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN961
【部分圖文】：

這兩款型號(hào)的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能優(yōu)良，且成本低廉，因此大量裝備于艦??船和潛艇，成為應(yīng)用最為廣泛的旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)［３２］。??圖１．３為ＭＫ３９Ｍｏｄ３Ｃ型號(hào)的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。ＷＳＮ－７Ｂ系統(tǒng)與??ＭＫ３９Ｍ〇ｄ３Ｃ系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為相似。??１９８５年，美國(guó)Ｒｏｃｋｗｅｌｌ公司研制出基于環(huán)形激光陀螺的導(dǎo)航儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)??的調(diào)制方式［Ｂ】，順序?yàn)橄软槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)６圈然后再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)６圈，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率為７０７ｓ，在該方案??中，環(huán)形激光陀螺的閉鎖問(wèn)題能夠被有效的被解決，同時(shí)周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得陀螺儀和加速度計(jì)常??值誤差在水平方向上的分量被調(diào)制補(bǔ)償，從而提高系統(tǒng)的導(dǎo)航定位精度。??１９８８年，Ｌｉｔｅｆ公司成功研制出了?ＰＬ４１ＭＫ４型基于激光陀螺的單軸旋轉(zhuǎn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，并且應(yīng)??用于德國(guó)海軍潛艇。該系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間總長(zhǎng)為３０ｍｍ，在對(duì)準(zhǔn)工程中，利用ｋａｌｍａｎ濾波技術(shù)實(shí)??現(xiàn)對(duì)激光陀螺零位的標(biāo)校補(bǔ)償［３４］。??１９９５年，美國(guó)的波音公司幵展基于光纖陀螺的旋轉(zhuǎn)式慣性導(dǎo)航

?ｆＭ，＊?Ｌｍ??圖１．３?ＭＫ３９Ｍ〇ｄ３Ｃ型號(hào)的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣圖１．４激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)??性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??１．３單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀??旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)能夠有效地提高捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位精度，并且對(duì)于傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航系??統(tǒng)而言，其系統(tǒng)具有精度更高的優(yōu)點(diǎn)，非常適用于艦船、潛艇等需要長(zhǎng)時(shí)間工作的環(huán)境ｍ。因此研??宄旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)具有十分重要的工程實(shí)用價(jià)值。??對(duì)于單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)而言，高精度的導(dǎo)航定位包括三大關(guān)鍵技術(shù)，分別為：慣??性儀表技術(shù)、初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)以及系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸軸向陀螺常值漂移誤差標(biāo)定與補(bǔ)償技術(shù)。慣性儀表是導(dǎo)??航定位系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，從根本上提高系統(tǒng)的導(dǎo)航定位精度需要提高系統(tǒng)的慣性器件測(cè)量精度，然??而高精度的慣性器件在短時(shí)難以實(shí)現(xiàn)，所以針對(duì)確定了慣性器件精度的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，??研宄其初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸軸向陀螺常值漂移誤差標(biāo)定與補(bǔ)償技術(shù)具有重要意義。故本文針??對(duì)這兩個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，針對(duì)它們的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹與說(shuō)明。??１．３．１雑旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)算法研究現(xiàn)狀??初始對(duì)準(zhǔn)是單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其對(duì)準(zhǔn)結(jié)果會(huì)直接影響系統(tǒng)的導(dǎo)航定??位性能。從控制的角度來(lái)說(shuō)

用符號(hào)Ｏｒ成表示，原點(diǎn)０選取在載體的重心處，％軸沿著載體的橫軸方向指向右端，邛軸沿??著載體的縱軸方向指向前端，＆軸與》軸和；４軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系，指向載體的立軸方向向上。??固聯(lián)在載體上的。如圖２．２所示。??（５）
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2852305