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一种快速有效的捷联系统初始对准算法

在捷联惯性系统中,初始对准是影响系统输出精度的最重要环节,陀螺漂移是引起对准误差的主要原因  (本文共5页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

捷联惯导系统动基座初始对准算法及其并行化实现研究

捷联惯导系统的初始对准是导航系统正常工作的前提条件,只有在获得了高精度初始姿态角的基础之上,捷联惯导系统才能进行准确的姿态解算、速度解算和位置解算。捷联惯导系统初始对准通常分为粗对准和精对准两个阶段,对准的两个主要指标是:对准计算时间和对准计算精度。然而在动基座条件下,现有的初始对准方法都难以快速精确的完成粗对准过程和精对准过程。因此,为了能够提高计算精度并且减少初始对准的计算时间,本文将对动基座条件下捷联惯导系统的初始对准作深入的研究。在粗对准方面,本文提出了一种计算初始姿态矩阵的新方法。该方法将姿态矩阵的计算分解成三个不同的变换矩阵分别进行求解,通过将GPS速度、位置、以及IMU测量值在不同的坐标系中以积分的方式积累起来,可以得出坐标系之间的变换关系,从而实现粗对准。在精对准方面,本文建立了与粗对准结果相对应的精对准误差模型,并采用卡尔曼滤波算法来估计姿态失准角。为了提高初始对准的计算精度和更新频率,本文还重点研究了对初始对...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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舰船高精度光纤捷联惯性导航系统技术研究

目前,舰船惯性导航系统处在由光学陀螺捷联惯性系统逐步替代机械陀螺平台式惯性系统的时期,对光学捷联惯性导航系统提出了更高的要求,必须具备长时间高精度的自主导航定位能力。光纤捷联惯性导航系统是一个复杂的多传感器信息融合系统,它涉及的关键技术包括诸多方面,本文从提高舰船光纤陀螺捷联惯导系统的实际需求出发,在系统标定、初始对准、系统误差抑制等方面展开研究。主要工作有:对光纤陀螺和加速度计两种惯性仪表进行误差建模,针对传统的基于速度误差输出的误差标定模型进行分析,指出了其局限所在。在此基础上提出一种新的系统级标定方案,将光纤陀螺和加速度计的元件误差参数分离开来,分别设计相应的滤波方程,在卡尔曼滤波器降维处理的同时,实现光纤陀螺和加速度计误差参数的解耦,提高系统的可观测性,完成相关的仿真验证。给出光纤捷联惯导系统罗经回路对准算法,完成罗经回路法参数设计,进行静基座误差分析。使用等效器件误差的方法深入分析了速度、加速度以及纬度误差对运动基座罗...  (本文共184页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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舰船捷联惯性系统初始对准技术研究

目前,捷联惯导系统越来越多的应用于舰船导航中。本文针对舰船应用的特点,对舰船捷联惯导系统在各种复杂情况下的初始对准技术以及双系统并行计算技术展开了研究。论文主要工作有:首先,详细的分析了基于反馈控制的罗经法对准以及基于最优估计的卡尔曼滤波法对准的原理及稳态误差,通过对捷联惯导罗经法对准和卡尔曼滤波法对准稳态误差比较研究。指出罗经法对准的一部分稳态误差,随着系统参数设置的变化而变化,文中称之为罗经法对准的参数效应误差。采用频域分析法对罗经法对准系统进行误差分析,推导各误差源与失准角的频域误差模型。结合船用捷联惯导系统的特点,分析了摇摆、升沉横荡,及陀螺低频振荡误差对罗经法对准的影响。提出了抑制陀螺低频振荡误差的参数设计方法。光纤陀螺静态实验验证了该设计方案的有效性。针对单轴旋转调制捷联惯导系统,分析了旋转基座器件的误差输入对失准角的影响形式,在此基础上分别从参数设计和转速设计的角度,设计了适合单轴旋转调制捷联系统的罗经法对准系统,...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

捷联惯导与组合导航系统高精度初始对准技术研究

捷联惯性导航系统是一种重要的机载导航设备,在军民用领域得到了越来越广泛的应用。本文围绕捷联惯性导航系统中的初始对准关键技术展开研究,目的在于充分利用惯性传感器以及机载其他导航系统的信息,提高捷联惯导系统的初始姿态精度,增强系统的导航定位性能。本文首先针对捷联惯导系统转动基座高精度初始对准技术进行了研究。深入研究了旋转惯导系统的导航算法、误差模型以及结构设计改进方案,提出了基于转动基座的初始对准方法。通过基于谱条件数的可观测度分析证明了该对准方法具有较高的可观测度。在此基础上进行了全面的数字仿真验证,通过与常规初始对准算法的对比分析,证明了将该对准方法应用于旋转惯导,其滤波精度和实时性均具有优越性。为了提高惯性/卫星组合导航系统在高速、高机动环境下的姿态解算精度,本文围绕组合导航系统的南中快速对准进行了深入研究。针对实际应用环境,提出了基于惯性比力方程与GPS信息的组合导航系统快速对准方法,建立了快速对准仿真验证平台,通过数字仿真...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

机载捷联惯性导航系统高精度快速对准技术研究

机载捷联惯导系统的初始对准就是确定惯性测量单元所对应的机体坐标系与惯导系统所采用的导航坐标系之间关系的过程。现代战争对武器装备的快速性和机动性要求越来越高,提高装备高性能机载吊舱的先进军用飞机捷联惯导系统对准效率是实现精确导航与制导的必要条件之一。为了提高系统对准精度、缩短系统对准时间,本文分别从机载捷联惯导系统地面对准、空中对准和传递对准三个方面展开研究。时间较宽裕情况下,进行地面捷联惯导初始对准非常重要。本文针对机载捷联惯导系统地面静基座初始对准技术进行研究,引入了自抗扰控制技术中的扩张状态观测器,突破传统方法对于噪声的限制,通过控制方法估计失准角状态变化。另外,在采用全球导航卫星系统(GNSS)辅助进行较紧急的地面动基座初始对准时,针对地面环境出现卫星信号遮挡和干扰的问题,提出了基于运动学约束的捷联惯导系统地面动基座对准方法,利用飞机在地面滑跑条件下的运动学约束模型构造虚拟观测方程辅助全球导航卫星系统进行地面动基座初始对准...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>