發(fā)布時間：2017-07-01 18:23

  本文關鍵詞：捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)誤差標定方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)近年來發(fā)展迅速,大有取代平臺式慣導系統(tǒng)的趨勢。對于它的研究也是日益?zhèn)涫荜P注,陀螺儀和加速度計作為捷聯(lián)慣導系統(tǒng)主要的導航信息測量元件,其精度直接決定了捷聯(lián)慣導系統(tǒng)在實際運用中的精度。慣性測量元件的發(fā)展對導航系統(tǒng)的發(fā)展有著決定性作用。從上世紀80年代開始,隨著半導體技術的發(fā)展,微機械慣性測量元件因其成本低,可大規(guī)模生產而發(fā)展迅猛。本文以微機械慣組STIM300為試驗對象,分析和研究導航系統(tǒng)及其慣性組件的誤差來源、誤差模型和誤差標定方法。通過對誤差來源分析,確定標定因數誤差、隨機誤差、安裝誤差和零位誤差作為陀螺儀和加速度計靜態(tài)誤差模型的誤差項。介紹陀螺測試方法,利用速率試驗和12位置試驗對慣性組件進行分立標定,結合最小二乘法辨識出慣性組件的標度因數、安裝誤差和零位誤差。給出了一種安裝誤差和零偏精度檢驗和修正的方法。在微機械陀螺中,隨機噪聲比較大,是影響慣性測量組件精度的重要因素。為了分析和消除隨機誤差的影響,本文從時域角度出發(fā),利用時間序列分析方法建立隨機誤差的ARMA模型;從頻域的角度出發(fā)建立Allan方差模型,分析了隨機誤差的成分。設計Kalman濾波器對隨機誤差進行消除,為提高導航精度提供理論支持。對于系統(tǒng)級標定內場標定,在靜基座條件下,根據實驗室條件建立以速度誤差為觀測信息的標定方法,證明加速度計和陀螺儀24項誤差系數的可觀測和可辨識性,給出了一種試驗編排方式。
【關鍵詞】：捷聯(lián)慣導 分立標定 隨機誤差 系統(tǒng)級標定
【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】：TN96
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)概述8-9
• 1.2 慣性儀表概述9-11
• 1.3 標定技術概述11-13
• 1.4 論文安排13-14
• 第2章 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差分析與建模14-25
• 2.1 引言14
• 2.2 微機械慣性元件基本原理14-16
• 2.2.1 微機械陀螺儀基本結構與原理14-15
• 2.2.2 微機械加速度計基本結構和原理15-16
• 2.3 STIM300概述16-18
• 2.4 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差分析18-20
• 2.5 慣性測量組件誤差模型20-21
• 2.5.1 加速度計靜態(tài)誤差模型20-21
• 2.5.2 微機械陀螺靜態(tài)誤差數學模型21
• 2.6 慣性測量組件誤差模型誤差項21-24
• 2.6.1 標度因數22
• 2.6.2 零偏誤差22
• 2.6.3 安裝誤差22-24
• 2.6.4 隨機誤差24
• 2.7 本章小結24-25
• 第3章 慣性測量組件分立標定方法研究25-42
• 3.1 引言25
• 3.2 陀螺的測試25-26
• 3.3 陀螺組件的標定方法26-30
• 3.4 加速度計組件標定方法30-38
• 3.4.1 加速度計組件標定試驗設計31-35
• 3.4.2 數據處理35-37
• 3.4.3 加速度計含二次項誤差系數的模型辨識37-38
• 3.5 誤差的補償38
• 3.6 零位誤差與安裝誤差的修正38-40
• 3.6.1 陀螺安裝誤差的修正38-40
• 3.6.2 零位誤差的修正40
• 3.7 本章小結40-42
• 第4章 慣性測量組件隨機誤差分析與建模42-66
• 4.1 引言42
• 4.2 時間序列分析過程42-46
• 4.2.1 陀螺隨機漂移的測取43
• 4.2.2 測試序列平穩(wěn)化檢驗及其處理43-45
• 4.2.3 χ~2擬合優(yōu)度正態(tài)檢驗45-46
• 4.3 ARMA建模識別和檢驗46-48
• 4.3.1 ARMA模型46
• 4.3.2 MA模型46-47
• 4.3.3 AR模型47-48
• 4.3.4 測試序列相關統(tǒng)計特性48
• 4.3.5 模型檢驗48
• 4.4 STIM300實測數據分析48-52
• 4.6 基于Allan方差法慣性測量元件隨機誤差模型的分析52-55
• 4.6.1 功率譜密度PSD53
• 4.6.2 Allan方差模型53-54
• 4.6.3 Allan方差計算法54-55
• 4.7 慣性測量組件主要隨機誤差項55-59
• 4.7.1 量化噪聲（QN）55-56
• 4.7.2 角度隨機游走（ARW）56
• 4.7.3 角速率隨機游走（RRW）56-57
• 4.7.4 零偏不穩(wěn)定噪聲項（BI）57
• 4.7.5 速率斜坡（RR）57-59
• 4.8 STIM300實測數據分析59-61
• 4.9 交替Allan方差法61-62
• 4.10 Kalman(卡爾曼)濾波62-65
• 4.10.1 離散隨機信號Kalman濾波方程63-64
• 4.10.2 Kalman濾波對測試序列的分析64-65
• 4.11 本章小結65-66
• 第5章 捷聯(lián)慣性組件系統(tǒng)級標定研究66-86
• 5.1 引言66
• 5.2 本章坐標系定義與符號約定66-68
• 5.2.1 導航坐標系66-67
• 5.2.2 體坐標系67
• 5.2.3 計算坐標系67-68
• 5.2.4 參數符號約定68
• 5.3 系統(tǒng)誤差方程68-72
• 5.3.1 速度誤差方程68-70
• 5.3.2 位置誤差方程70
• 5.3.3 姿態(tài)誤差方程70-71
• 5.3.4 靜基座下系統(tǒng)誤差方程71-72
• 5.4 系統(tǒng)級標定誤差參數標定模型72-75
• 5.4.1 δC_(bd)~n與慣性測量組件誤差模型之間的關系73
• 5.4.2 δC_(bd)~n與慣性測量組件誤差模型之間的關系73-75
• 5.4.3 δC_(bd)~n與慣性測量組件誤差模型之間的關系75
• 5.5 速度誤差與慣性測量組件誤差模型的關系75-76
• 5.6 可辨識性分析76-81
• 5.6.1 陀螺零偏和標度因數可辨識分析76-77
• 5.6.2 加度計的零偏和標度因數可辨識性分析77-78
• 5.6.3 慣性組件安裝誤差項的可辨識性分析78-81
• 5.7 標定試驗方案的設計81-85
• 5.8 本章小結85-86
• 總結86-88
• 參考文獻88-94
• 致謝94

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 陳北鷗,孫文勝,張桂宏,陳東海,蔣順成;捷聯(lián)組合(設備無定向)六位置測試標定[J];導彈與航天運載技術;2001年03期

2 康宇航;周紹磊;匡宇;祁亞輝;;高精度捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的系統(tǒng)級標定方法[J];兵工自動化;2013年10期

3 張紅良;武元新;練軍想;吳文啟;;基于轉臺誤差分析的高精度慣測組合標定編排改進[J];中國慣性技術學報;2010年01期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

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中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 劉曉慶;捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)誤差標定方法研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

  本文關鍵詞：捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)誤差標定方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：507009