捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）是目前非常普遍的導(dǎo)航系統(tǒng),其導(dǎo)航的精度受很多因素影響。其中,慣性敏感元件（加速度計和陀螺儀）的精度是影響SINS精度主要因素。為了提高慣性敏感元件精度,通常會對其建立誤差模型,并對其誤差系數(shù)進行標(biāo)定試驗,其誤差系數(shù)的的辨識精度極大地影響著慣性敏感元件的精度。誤差模型的誤差系數(shù)包含靜態(tài)誤差系數(shù)和動態(tài)誤差系數(shù),但是動態(tài)誤差系數(shù)相比靜態(tài)誤差系數(shù)而言,更難對其進行準(zhǔn)確標(biāo)定而對導(dǎo)航精度的影響又不可忽略。因此,設(shè)計一個好的試驗方案,可以提高誤差系數(shù)的精度進而提高SINS精度。本文針對SINS的慣性敏感元件在雙軸測試轉(zhuǎn)臺的動態(tài)誤差系數(shù)標(biāo)定試驗,提出一種基于改進的歸檔式多目標(biāo)模擬退火算法（IAMOSA）的最優(yōu)試驗設(shè)計方法。本文建立了在雙軸轉(zhuǎn)臺標(biāo)定試驗下SINS的加速度計和陀螺儀的誤差模型,根據(jù)動力學(xué)方程建立了包含9個加速度計動態(tài)誤差系數(shù)和9個陀螺儀動態(tài)誤差系數(shù)的連續(xù)線性時變系統(tǒng)模型方程。離散化該連續(xù)系統(tǒng)模型后,根據(jù)參數(shù)標(biāo)定的最優(yōu)估計理論確定使用離散卡爾曼濾波用于試驗的誤差系數(shù)估計。分析了卡爾曼濾波的估計性能,針對提高誤差系數(shù)估計精度和提高試驗效率兩個方面提出兩個試驗設(shè)計的優(yōu)化目... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ECEF坐標(biāo)系

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文即可。當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系（地理坐標(biāo)系）由相對于地球上慣性敏感元件所在當(dāng)?shù)氐奈恢玫纳喜�、東部和北部三個方向組成。圖2-1展示了ECEF坐標(biāo)系的定義，圖2-2展示了當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的定義，從兩圖中我們也可以看出ECEF坐標(biāo)系和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系兩個坐標(biāo)系之間的關(guān)系。而我們要用的最基本的參考坐標(biāo)系是對于固定著慣性敏感元件的載體而言的，載體坐標(biāo)系。除了基本參考坐標(biāo)系之外，模型推導(dǎo)中還使用了中間坐標(biāo)系。這些坐標(biāo)系是根據(jù)需要定義的。表2-1給出了上述參考坐標(biāo)系及其組成和縮寫的總結(jié)。圖2-1ECEF坐標(biāo)系圖2-2當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系表2-1幾種坐標(biāo)系的表示參考坐標(biāo)系坐標(biāo)軸組成符號備注載體坐標(biāo)系x,y,zb固定在載體上的坐標(biāo)系當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系E,N,Un在地球表面某一點，以東北天為三個軸ECI坐標(biāo)系X’,Y’,Z’i慣性空間坐標(biāo)系ECEF坐標(biāo)系X,Y,Ze跟隨地球自轉(zhuǎn)，與地球固連的坐標(biāo)系中間坐標(biāo)系x’,y’,z’b’,q用于計算的中間坐標(biāo)系在本章節(jié)的分析中，大量使用了向量以及矩陣的計算。通常，以小寫字母來表示一個向量，其上標(biāo)來表示在上標(biāo)坐標(biāo)系下，其下標(biāo)來表示相對的兩個坐標(biāo)系，例如，e表示在ECEF坐標(biāo)系()下，載體坐標(biāo)系()相對于慣性坐標(biāo)系()的角速度。以大寫字母來表示一個矩陣，其上下標(biāo)通常表示坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，例如，一個載體坐標(biāo)系中的向量，轉(zhuǎn)換到ECEF坐標(biāo)系量，可以用如下形式進行轉(zhuǎn)換：=(2-1)-10-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文2.3轉(zhuǎn)臺分析與角速度計算2.3.1轉(zhuǎn)臺分析轉(zhuǎn)臺是常用于校準(zhǔn)慣性儀器的設(shè)備。通常由兩個或三個同心環(huán)組成，每個環(huán)都可以在轉(zhuǎn)臺的機械約束下以任何角速度或加速度圍繞不同的軸旋轉(zhuǎn)。本文采用兩軸轉(zhuǎn)臺進行標(biāo)定，以兩個環(huán)的角加速度作為輸入量。轉(zhuǎn)臺示意圖如圖2-3所示，它顯示了它的兩個可以自由轉(zhuǎn)動的內(nèi)環(huán)和外環(huán)，以及它們的轉(zhuǎn)軸與當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系之間的關(guān)系。圖2-3兩軸轉(zhuǎn)臺示意圖下面對轉(zhuǎn)臺的運動進行分析。首先，初始狀態(tài)為轉(zhuǎn)臺處于圖2-3的位置，外環(huán)繞外軸（當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系北方向）正向旋轉(zhuǎn)角度，如圖2-4所示，得到新的中間坐標(biāo)系為，其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換矩陣為：=cossin0sincos0001(2-2)然后，將中間狀態(tài)的轉(zhuǎn)臺（）內(nèi)環(huán)繞內(nèi)軸（當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系東方向）正向旋轉(zhuǎn)角度，如圖2-5所示，其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換矩陣為：=cos0sin110sin0cos(2-3)經(jīng)過外環(huán)和內(nèi)環(huán)兩次旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)了從當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系到載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。兩次轉(zhuǎn)換可使用=合成一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，結(jié)果如下所示：=coscossincossinsincos0cossinsinsincos(2-4)-11-

【參考文獻】：
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