反介入/區(qū)域拒止網(wǎng)絡(luò)對抗技術(shù)所帶來的戰(zhàn)場形勢和作戰(zhàn)環(huán)境的巨大變化,使得衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在戰(zhàn)時的能力被嚴重削弱,為了提高高超聲速飛行器和微小型飛行器等新型作戰(zhàn)武器在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)拒止環(huán)境下的自主導(dǎo)航能力,增強機載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)性能是實現(xiàn)新型作戰(zhàn)武器精確導(dǎo)航與制導(dǎo)的重要手段。為綜合提升捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度和可靠性,本文分別從捷聯(lián)慣導(dǎo)算法精度和實時性的提升、慣性器件在線使用精度的提高以及慣性測量單元性能的增強三個層面開展了相應(yīng)的研究工作。當GNSS處于拒止條件時,存在無法對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)進行誤差互補修正的問題,因而需要從慣導(dǎo)系統(tǒng)自身工作機理出發(fā),分析影響其精度和可靠性的關(guān)鍵因素,從而增強捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)性能。為此,本文首先從捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法角度出發(fā),針對GNSS拒止環(huán)境下高動態(tài)載體對捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法的精度和實時性提出的特殊需求,提出了基于多時間尺度的姿態(tài)更新優(yōu)化改進方法,將姿態(tài)解算回路細分為不同計算頻率的小回路,提升了捷聯(lián)慣導(dǎo)算法的精度和實時性;提出了一種基于螺旋矢量補償圓錐和劃船誤差的矢量積分優(yōu)化算法,采用梯形數(shù)字積分方式減少了等效螺旋矢量的計算誤差,進一步提高了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法的精度。為了提升慣性傳... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 GNSS拒止環(huán)境下捷聯(lián)慣導(dǎo)性能增強相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.1 GNSS拒止環(huán)境下的國內(nèi)外導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展動態(tài)
        1.2.2 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 慣性器件隨機誤差特性分析及確定性誤差在線標定技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 冗余慣性測量單元設(shè)計及數(shù)據(jù)融合方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 GNSS拒止條件下捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)性能增強技術(shù)的關(guān)鍵問題分析
    1.4 論文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 高動態(tài)環(huán)境下捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法的優(yōu)化改進研究
    2.1 引言
    2.2 基于多時間尺度的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航姿態(tài)優(yōu)化算法
        2.2.1 基于多時間尺度的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)解算優(yōu)化編排方法
        2.2.2 基于多時間尺度的姿態(tài)解算改進編排方法仿真分析
    2.3 基于螺旋矢量的圓錐及劃船誤差補償改進算法
        2.3.1 基于螺旋矢量的傳統(tǒng)圓錐及劃船誤差補償算法
        2.3.2 基于螺旋矢量的圓錐及劃船誤差補償優(yōu)化改進算法
        2.3.3 基于螺旋矢量的圓錐及劃船誤差補償優(yōu)化改進算法的仿真驗證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 慣性器件隨機誤差參數(shù)辨識方法的優(yōu)化與改進
    3.1 引言
    3.2 慣性器件隨機誤差分析的傳統(tǒng)ALLAN方差法
        3.2.1 ALLAN方差法在慣性器件隨機誤差分析中的原理和步驟
        3.2.2 傳統(tǒng)ALLAN方差法在慣性器件隨機誤差分析中尚待改進的方面
    3.3 基于二參數(shù)和三參數(shù)分區(qū)間擬合模型的ALLAN方差改進方法
        3.3.1 基于參數(shù)分區(qū)間擬合模型的ALLAN方差法改進方案
        3.3.2 二參數(shù)擬合模型下的ALLAN方差分析方法研究與驗證
        3.3.3 基于N秒平均預(yù)處理的三參數(shù)擬合模型ALLAN方差法研究與驗證
    3.4 基于迭代重加權(quán)最小二乘的ALLAN方差參數(shù)擬合方法
        3.4.1 基于迭代重加權(quán)最小二乘（IRLS）的ALLAN方差參數(shù)擬合方法
        3.4.2 基于IRLS的ALLAN方差參數(shù)擬合法的驗證與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于相對獨立可觀測度的慣性器件誤差在線標定方法
    4.1 引言
    4.2 基于乘性誤差四元數(shù)的慣性器件誤差參數(shù)在線標定的模型構(gòu)建
        4.2.1 基于乘性誤差四元數(shù)的慣性器件誤差參數(shù)在線標定的狀態(tài)方程
        4.2.2 基于乘性誤差四元數(shù)的慣性器件誤差在線標定的量測方程
        4.2.3 慣性器件誤差在線標定的可觀測性矩陣的構(gòu)建
    4.3 慣性器件誤差在線標定的相對獨立可觀測度分析方法
        4.3.1 傳統(tǒng)可觀測性分析方法的基本原理分析
        4.3.2 慣性器件誤差在線標定的相對獨立可觀測度分析方法
        4.3.3 慣性器件誤差在線標定的相對獨立可觀測度分析方法的仿真驗證
    4.4 慣性器件誤差在線標定方法的仿真驗證
        4.4.1 慣性器件誤差在線標定應(yīng)用于高超飛行器的仿真條件設(shè)置
        4.4.2 “黑障區(qū)”過渡段內(nèi)慣性器件誤差在線標定結(jié)果分析
        4.4.3 “黑障區(qū)”在線補償慣性器件誤差的導(dǎo)航結(jié)果統(tǒng)計分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于陣列布局的余度慣性測量單元配置方案設(shè)計及數(shù)據(jù)融合方法
    5.1 引言
    5.2 基于性能評估準則的慣性測量單元冗余配置方案設(shè)計
        5.2.1 余度IMU結(jié)構(gòu)配置的精度評估判據(jù)
        5.2.2 余度IMU結(jié)構(gòu)配置的可靠性評估判據(jù)
        5.2.3 基于精度和可靠性評估判據(jù)的冗余IMU配置方案設(shè)計
    5.3 陣列余度慣性測量單元的數(shù)據(jù)融合方法
        5.3.1 陣列余度IMU中加速度計和陀螺儀的測量模型
        5.3.2 陣列余度慣性測量單元的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方法
        5.3.3 基于改進EKF的冗余角速率信息融合方法
        5.3.4 基于改進極大似然估計的冗余比力信息融合方法
    5.4 陣列IMU數(shù)據(jù)融合方法的仿真驗證分析
        5.4.1 陣列IMU數(shù)據(jù)融合方法的仿真條件設(shè)置
        5.4.2 陣列IMU中冗余角速率融合結(jié)果的仿真對比分析
        5.4.3 陣列IMU中冗余比力融合結(jié)果的仿真對比分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 GNSS拒止條件下捷聯(lián)慣導(dǎo)性能增強技術(shù)綜合驗證平臺
    6.1 引言
    6.2 GNSS拒止條件下捷聯(lián)慣導(dǎo)性能增強技術(shù)驗證平臺的設(shè)計方案
    6.3 GNSS拒止高動態(tài)環(huán)境下捷聯(lián)算法及在線標定方法的仿真驗證
        6.3.1 GNSS拒止高動態(tài)環(huán)境下捷聯(lián)慣導(dǎo)算法及在線標定方法的數(shù)字仿真驗證方案
        6.3.2 GNSS拒止高動態(tài)環(huán)境下數(shù)字仿真的參數(shù)設(shè)置及算法仿真運行顯示
        6.3.3 GNSS拒止高動態(tài)環(huán)境下捷聯(lián)慣導(dǎo)算法及在線標定方法的數(shù)字仿真結(jié)果分析
    6.4 基于陣列余度IMU捷聯(lián)慣導(dǎo)性能增強的跑車實驗驗證
        6.4.1 陣列余度IMU數(shù)據(jù)融合方法的跑車實驗平臺搭建
        6.4.2 陣列余度IMU數(shù)據(jù)融合方法的跑車實驗數(shù)據(jù)采集
        6.4.3 陣列余度IMU數(shù)據(jù)融合方法的跑車實驗驗證結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文的主要工作與創(chuàng)新
        7.1.1 本文的主要工作和研究內(nèi)容
        7.1.2 本文的主要貢獻與創(chuàng)新之處
    7.2 進一步工作展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]韓國部署薩德系統(tǒng)對中國沿海彈道導(dǎo)彈影響淺析[J]. 王世濤,邢曉莉.  飛航導(dǎo)彈. 2016(09)
[4]基于新息自適應(yīng)濾波的慣性測量單元誤差在線標定方法研究[J]. 王潔,熊智,邢麗,戴怡潔,華冰,劉建業(yè).  兵工學(xué)報. 2016(07)
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[6]構(gòu)建微型定位導(dǎo)航授時體系,改變PNT格局[J]. 尤政,馬林.  科技導(dǎo)報. 2015(12)
[7]美軍在“反介入和區(qū)域拒止”環(huán)境下的特種部隊作戰(zhàn)方式探析[J]. 趙誠.  現(xiàn)代軍事. 2015(05)
[8]斜裝冗余傳感器的分布式導(dǎo)航系統(tǒng)研究[J]. 吳風(fēng)喜,劉海穎,華冰.  宇航學(xué)報. 2015(02)
[9]基于動態(tài)Allan方差的光纖陀螺隨機誤差分析（英文）[J]. 張春熹,王璐,高爽,李慧鵬,林鐵,李先慕,王濤.  紅外與激光工程. 2014(09)
[10]最小GDOP定位構(gòu)型的一種嵌套圓錐結(jié)構(gòu)[J]. 薛樹強,楊元喜.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2014(11)

博士論文
[1]GNSS/INS深耦合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 何偉.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于陀螺冗余的微慣性系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 梁海波.哈爾濱工程大學(xué) 2011

碩士論文
[1]MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的冗余技術(shù)研究[D]. 邵玉萍.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]近空間飛行器慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差建模及修正關(guān)鍵技術(shù)[D]. 彭惠.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]應(yīng)用于GPS軟件接收機的抗干擾技術(shù)研究[D]. 袁超.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]基于SINS/BDS/CNS的高超聲速飛行器組合導(dǎo)航研究[D]. 周邦大.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[5]捷聯(lián)慣性系統(tǒng)初始對準研究[D]. 趙睿.東南大學(xué) 2006



本文編號：3021066