文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
捷联惯导系统的算法研究及其仿真实现
姓名:张燕
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:郝应光
20081201
摘要,捷联式导航系统是惯性导航系统中的一种,它与平台式导航系统相比具有体积小、重量轻、成本低的特点,是今后惯性导航系统的发展方向。本文首先介绍了捷联惯性导航系统的导航原理,探讨了捷联惯性导航系统初始对准和导航解算的算法、飞行轨迹数据生成算法,然后利用/仿真软件,对捷联惯导系统的导航工作过程进行了仿真计算。由于惯导系统导航参数的误差随着时间而积累,纯捷联惯导系统无法满足长时间、远距离的导航要求。实际中常采用疭楹系己郊际趵刺岣呦低车木ǘ燃翱煽啃裕疚牟捎每ǘ瞬ǚ椒ǘ云浣行了仿真研究。实验结果显示仿真系统工作稳定可靠,仿真结果达到预期效果。初始对准是捷联惯导系统的关键技术之一,它直接影响捷联惯导系统的导航性能。考虑到低精度的捷联惯导系统,其陀螺精度较低,初始对准时方位失准角的估计精度往往不高;另外,进行初始对准的常用方法是采用卡尔曼滤波技术,但在实际应用时,其鲁棒性不高,因此迫切需要一种能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度且兼具鲁棒性的初始对准方法。本文提出了一种将日∞滤波用于引入磁航向的低精度捷联惯导系统的初始对准方法,能够解决这一问题。文中建立了一种引入磁航向的捷联惯导系统初始对准的误差模型,通过可观测性和可控性分析,得出其为可观可控系统,在此基础上利用日一滤波方法对其进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度,并能有效抑制有色噪声及建模误差的影响,将其应用于低精度捷联惯导系统的初始对准是切实可行的。关键词:捷联惯性导航系统;疭楹系己剑豢ǘ瞬ǎ怀跏级宰迹蝗铡蘼瞬大连理工大学硕士学位论文
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盏丝型墨年—丛月⑷大连理工大学学位论文独创性声明学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请撞珐邀昱丕统鲍簋洼翌壅区基笾真塞堡工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:作者签名:日期:
型呈年晃逶轮谷煎查蕉壁监呈益盘鱼望:,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目:日期:导师签名:作者签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
绪论惯性导航系统的基本原理概述将舰船、飞机、车辆、导弹、鱼雷或宇宙飞行器等运载体按照预定的计划与要求,从起始点引导到目的地的过程称为导航,用来完成上述引导任务的设备称为导航系统。惯性导航系统虺乒叩枷低,是通过测量运载体本身的加速度来完成导航任务的系统,它至少应由一个惯性测量装置、一个数字计算机和一个控制显示装置及一个专用精密电源组成。根据牛顿惯性原理,利用惯性元件勇菀恰⒓铀俣燃测量出运载体在惯性参考系下的加速度,经过积分和运算,便可以获得导航坐标系下的速度、姿态角和位置信息等,供导航使用。所以惯性导航系统是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统,具有数据更新率高、短期精度高和稳定性好等优点,被广泛应用于航天、航空、航海和许多民用领域,成为目前各种航行体上应用的一种主要导航设备【俊按惯性测量装置在载体上的安装方式,可以将惯性导航系统分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统【俊由于运载体的运动是在三维空间里进行的,它的运动形式有两种,一是线运动,一是角运动。不论是线运动还是角运动都是三维空间的,而要建立一个三维空间坐标系,势必要建立一个三轴惯性平台。有了三轴惯性平台,才能提供测量三自由度线加速度的基准,测得已知方位的三个线加速度分量,通过计算机计算出运载体的运动速度及位置,所以第一大类惯导系统方案是平台式惯性导航系统。由于采用了复杂的“机械平台其制造和维护成本较高,体积、质量较大,可靠性不高。若不采用“机械平台’:,将惯性元件陀螺仪和加速度计直接安装在运载体上,在计算机中建立一个“数学平台”,通过复杂计算及变换,来得到运载体的速度和位置,这种无机械平台的惯导系统就是第二大类惯导系统方