本文關(guān)鍵詞：高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng),是航天、航空和航海等領(lǐng)域中廣泛使用的主要導(dǎo)航系統(tǒng),在導(dǎo)航領(lǐng)域中占有突出的地位。新型高性能飛行器所具備的靈活機(jī)動與多模態(tài)飛行特性及惡劣的飛行環(huán)境對機(jī)載高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性、可靠性和精度提出了更高的要求,如何提高機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能這一問題亟待解決。為此,本文針對高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估技術(shù)展開了研究,以期實現(xiàn)新型高性能飛行器機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度、自主、可靠導(dǎo)航,為新型高性能飛行器高精度導(dǎo)航提供理論基礎(chǔ)和方法參考。本文研究了慣性導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計了一種高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的IMU確定性誤差的在線標(biāo)定方法,建立了高精度的慣性傳感器誤差模型與系統(tǒng)高階在線標(biāo)定濾波模型,并對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的可觀測性進(jìn)行了分析,研究了各類誤差的激勵特性,實現(xiàn)了對慣性傳感器安裝誤差、刻度因子誤差和隨機(jī)常值誤差的在線標(biāo)定,從而有效地提高了飛行器動態(tài)飛行過程中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度。在高精度捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型與在線標(biāo)定濾波模型建立的基礎(chǔ)上,本文提出了一種基于新息自適應(yīng)濾波的慣性IMU誤差在線標(biāo)定方法。該方法可以通過動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣和量測噪聲協(xié)方差陣,進(jìn)行IMU誤差的自適應(yīng)在線標(biāo)定,解決了惡劣飛行環(huán)境下常規(guī)卡爾曼濾波進(jìn)行在線標(biāo)定時噪聲模型參數(shù)不準(zhǔn)確的問題,有效地提高了在線標(biāo)定方法的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。論文通過仿真驗證,證明了所設(shè)計的基于新息自適應(yīng)濾波的慣性IMU誤差在線標(biāo)定方法的有效性。為有效評價慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能,本文針對高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)精度評估方法進(jìn)行研究,設(shè)計了導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)精度評估方案,分析了固定區(qū)間平滑濾波算法原理,并對現(xiàn)有的算法進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到更優(yōu)的平滑效果。針對不同飛行環(huán)境進(jìn)行了改進(jìn)型固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正、固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正與卡爾曼濾波開環(huán)修正的仿真對比,仿真結(jié)果驗證了相較卡爾曼濾波,經(jīng)固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正后,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度將進(jìn)一步提高,且改進(jìn)后的固定區(qū)間平滑濾波算法具有更優(yōu)的平滑效果。因此,利用固定區(qū)間平滑濾波算法可獲得高精度的導(dǎo)航基準(zhǔn)參數(shù),可將其作為系統(tǒng)離線性能評估的參考量,實現(xiàn)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的動態(tài)精度評估。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定方法與動態(tài)精度評估算法理論研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估的全數(shù)字仿真平臺與半物理仿真平臺,為高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估技術(shù)提供了良好的驗證手段。
【關(guān)鍵詞】：慣性導(dǎo)航 在線標(biāo)定 精度評估 自適應(yīng)濾波 平滑濾波
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN96
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-14
• 注釋表14-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 論文研究背景15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 慣性傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差在線標(biāo)定技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 動態(tài)精度評估技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題研究的目的與意義19-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-23
• 第二章 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差在線標(biāo)定方法研究23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差在線標(biāo)定總體方案設(shè)計23-24
• 2.3 高精度捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差建模24-27
• 2.3.1 慣性傳感器測量誤差建模24-25
• 2.3.2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差建模25-27
• 2.4 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差在線標(biāo)定濾波模型27-30
• 2.4.1 在線標(biāo)定濾波狀態(tài)方程27-29
• 2.4.2 在線標(biāo)定濾波量測方程29-30
• 2.4.3 慣性傳感器誤差補(bǔ)償算法30
• 2.5 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差可觀測性分析30-34
• 2.5.1 基于奇異值分解的系統(tǒng)可觀測性分析方法30-31
• 2.5.2 可觀測性分析仿真條件設(shè)置31
• 2.5.3 仿真結(jié)果與分析31-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第三章 基于新息自適應(yīng)濾波的在線標(biāo)定方法優(yōu)化研究36-45
• 3.1 引言36
• 3.2 傳統(tǒng)卡爾曼濾波在線標(biāo)定方法36-37
• 3.3 基于新息自適應(yīng)濾波的在線標(biāo)定方法37-40
• 3.3.1 系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣的自適應(yīng)估計和調(diào)整37-38
• 3.3.2 量測噪聲協(xié)方差陣的自適應(yīng)估計和調(diào)整38-39
• 3.3.3 基于新息自適應(yīng)濾波的在線標(biāo)定算法流程39-40
• 3.4 高精度慣導(dǎo)誤差在線標(biāo)定仿真結(jié)果分析40-44
• 3.4.1 在線標(biāo)定航跡設(shè)計40
• 3.4.2 在線標(biāo)定仿真參數(shù)設(shè)置40-41
• 3.4.3 慣性傳感器誤差在線標(biāo)定結(jié)果41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)精度評估方法研究45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)精度評估方案總體設(shè)計45-46
• 4.3 基于改進(jìn)固定區(qū)間平滑濾波的動態(tài)基準(zhǔn)設(shè)計46-50
• 4.3.1 平滑濾波方法46-47
• 4.3.2 固定區(qū)間平滑濾波算法原理47
• 4.3.3 與KF原理及實現(xiàn)對比47-49
• 4.3.4 改進(jìn)算法49-50
• 4.4 基于改進(jìn)固定區(qū)間平滑濾波的導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)性能評估基準(zhǔn)仿真驗證50-58
• 4.4.1 仿真流程50-51
• 4.4.2 仿真參數(shù)設(shè)置51-52
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析52-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估驗證59-82
• 5.1 引言59
• 5.2 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動態(tài)精度評估性能驗證方案59-60
• 5.3 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償算法性能驗證60-71
• 5.3.1 仿真驗證60-66
• 5.3.2 實測數(shù)據(jù)驗證66-71
• 5.4 高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)動態(tài)精度評估算法性能驗證71-81
• 5.4.1 仿真驗證71-75
• 5.4.2 實測數(shù)據(jù)驗證75-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 全文總結(jié)與展望82-84
• 6.1 本文工作總結(jié)82-83
• 6.2 后續(xù)工作展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89-90

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本文編號：262602