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,更難對其進行準確標定而對導(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)標定試驗,提出一種基于改進的歸檔式多目標模擬退火算法（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坐標系

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文即可。當?shù)刈鴺讼担ǖ乩碜鴺讼担┯上鄬τ诘厍蛏蠎T性敏感元件所在當?shù)氐奈恢玫纳喜俊|部和北部三個方向組成。圖2-1展示了ECEF坐標系的定義，圖2-2展示了當?shù)刈鴺讼档亩x，從兩圖中我們也可以看出ECEF坐標系和當?shù)刈鴺讼祪蓚�坐標系之間的關(guān)系。而我們要用的最基本的參考坐標系是對于固定著慣性敏感元件的載體而言的，載體坐標系。除了基本參考坐標系之外，模型推導(dǎo)中還使用了中間坐標系。這些坐標系是根據(jù)需要定義的。表2-1給出了上述參考坐標系及其組成和縮寫的總結(jié)。圖2-1ECEF坐標系圖2-2當?shù)刈鴺讼当?-1幾種坐標系的表示參考坐標系坐標軸組成符號備注載體坐標系x,y,zb固定在載體上的坐標系當?shù)刈鴺讼礒,N,Un在地球表面某一點，以東北天為三個軸ECI坐標系X’,Y’,Z’i慣性空間坐標系ECEF坐標系X,Y,Ze跟隨地球自轉(zhuǎn)，與地球固連的坐標系中間坐標系x’,y’,z’b’,q用于計算的中間坐標系在本章節(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，其上標來表示在上標坐標系下，其下標來表示相對的兩個坐標系，例如，e表示在ECEF坐標系()下，載體坐標系()相對于慣性坐標系()的角速度。以大寫字母來表示一個矩陣，其上下標通常表示坐標轉(zhuǎn)換，例如，一個載體坐標系中的向量，轉(zhuǎn)換到ECEF坐標系量，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?shù)刈鴺讼抵g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?shù)刈鴺讼当狈较颍┱蛐D(zhuǎn)角度，如圖2-4所示，得到新的中間坐標系為，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?shù)刈鴺讼禆|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?shù)刈鴺讼档捷d體坐標系的轉(zhuǎn)換。兩次轉(zhuǎn)換可使用=合成一個坐標轉(zhuǎn)換矩陣，結(jié)果如下所示：=coscossincossinsincos0cossinsinsincos(2-4)-11-

【參考文獻】：
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