發(fā)布時間：2017-09-09 22:25

  本文關(guān)鍵詞：基于大氣偏振特性輔助定向的導(dǎo)航方法研究

  更多相關(guān)文章： 大氣偏振模式 自主導(dǎo)航 偏振中性點(diǎn) 瑞利散射

【摘要】：為提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能,針對現(xiàn)階段大氣偏振導(dǎo)航的不足,本文利用全天域大氣偏振中性點(diǎn)增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量性能,利用大氣偏振中性點(diǎn)的分布與太陽位置之間的聯(lián)系得到載體的航向角信息,電磁計程儀測量速度和位置信息,設(shè)計了一種基于大氣偏振中性點(diǎn)/電磁計程儀和慣性系統(tǒng)組合的導(dǎo)航方法。在實際測量得到的大氣偏振模式蘊(yùn)含的一個極其重要并且明顯的特征那就是偏振中性點(diǎn)。研究表明,天空中的偏振光可為大自然中的一些昆蟲提供方向信息,而大氣偏振中性點(diǎn)作為大氣偏振模式的重要分布特征,也可以為我們提供重要的導(dǎo)航信息。因此對大氣偏振中性點(diǎn)的分布特性及運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行分析,使之用于導(dǎo)航定向?qū)Ψ律鷮?dǎo)航的研究進(jìn)展具有重要的研究意義。本文以陽光的偏振特性做為本文的理論依據(jù),總結(jié)了當(dāng)今對整個天空大氣偏振建模的研究經(jīng)驗及國內(nèi)外偏振導(dǎo)航研究現(xiàn)狀,闡述了大氣層中不同粒子對光的偏振的影響,針對粒子對光的散射的實驗結(jié)果闡述了天空偏振光的特性的及偏振中性點(diǎn)的形成機(jī)理。重點(diǎn)研究了全天域大氣偏振模式以及大氣偏振中性點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律和在天空中的分布特性,分析多種大氣偏振中性點(diǎn)的觀測提取方案,即基于中性線相交特性確定中性點(diǎn)位置及基于偏振度分布特性確定中性點(diǎn)位置方法,研究了中性點(diǎn)的運(yùn)動特征與太陽位置之間的聯(lián)系,提出根據(jù)中性點(diǎn)的分布特性及運(yùn)動規(guī)律采用“兩點(diǎn)一線”原理確定太陽子午線的位置,結(jié)合所編寫太陽歷可得到當(dāng)前觀測體的朝向與地理正北方向的夾角,即載體的航向角信息。最后根據(jù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)特性,提出了基于大氣偏振中性點(diǎn)、電磁計程儀和慣性系統(tǒng)組合的自主導(dǎo)航方法,通過檢測偏振中性點(diǎn)的位置確定航向角信息電磁計程儀測量的航速信息輔助慣性器件進(jìn)行導(dǎo)航,采用卡爾曼濾波最優(yōu)算法對組合導(dǎo)航系統(tǒng)的各個導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和更新處理。并仿真驗證了基于全天域偏振光中性點(diǎn)/電磁計程儀/慣性器件組合導(dǎo)航方法能夠有效抑制慣性導(dǎo)航定位誤差,增強(qiáng)了載體自主導(dǎo)航性能,并且擁有較高的抗干擾能力和隱蔽性。
【關(guān)鍵詞】：大氣偏振模式 自主導(dǎo)航 偏振中性點(diǎn) 瑞利散射
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究背景及意義8-11
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-14
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)編排14-16
• 第2章 大氣偏振模式16-28
• 2.1 太陽光的特性16-17
• 2.2 光散射原理17-20
• 2.2.1 瑞利散射原理17-19
• 2.2.2 米氏散射原理19-20
• 2.3 偏振光特性數(shù)學(xué)描述20-23
• 2.4 天空偏振光表征模型23-26
• 2.4.1 瑞利散射表征模型23-25
• 2.4.2 蒙特卡羅表征模型25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第3章 大氣偏振導(dǎo)航定向方法28-38
• 3.1 大氣偏振導(dǎo)航原理28-32
• 3.1.1 沙蟻偏振導(dǎo)航機(jī)理28-29
• 3.1.2 偏振導(dǎo)航傳感器工作原理29-31
• 3.1.3 偏振導(dǎo)航傳感器的不足31-32
• 3.2 大氣偏振中性點(diǎn)32-37
• 3.2.1 中性點(diǎn)概述32-35
• 3.2.2 影響中性點(diǎn)位置的因素35-37
• 3.3 本章小節(jié)37-38
• 第4章 偏振中性點(diǎn)導(dǎo)航定向研究38-53
• 4.1 中性點(diǎn)導(dǎo)航方案研究39-44
• 4.1.1 研究方案39-40
• 4.1.2 導(dǎo)航坐標(biāo)系40-41
• 4.1.3 偏振信息采集41-42
• 4.1.4 確定太陽子午線的位置42-44
• 4.2 太陽歷計算太陽方位角44-47
• 4.3 大氣偏振中性點(diǎn)檢測47-49
• 4.4 太陽子午線檢測49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 中性點(diǎn)輔助定向組合導(dǎo)航方案設(shè)計53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 電磁計程儀53-54
• 5.3 卡爾曼濾波原理54-55
• 5.4 組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計55-57
• 5.5 組合系統(tǒng)仿真分析57-59
• 5.5.1 仿真條件57
• 5.5.2 仿真結(jié)果及分析57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：823107