文档介绍：摘要也正在加紧对无人机领域内各项新兴技术的研究。鉴于此,本文研究某型无人机姿态航向参考系统的工作原理、系统设计以及工骼喙航姿系统的集成测试。文中,首先介绍无人机的发展历程与现状,对航姿系统中的各项关键技术作了初步的分析。其次,介绍航姿系统的坐标系与基本方程,分析捷联矩阵的各类修正算法,对所采用的四元数法作了性能仿真。接着,详细分析航姿系统中各类惯性器特性,通过大量的实验来获取器件的实际数据,并利用工具来分折并补偿器件的实际误差。然后,具体分析纯化姿态测量值的滤波技术,并将卡尔曼滤波理论体设计方案以及硬件与软件的设计过程,对航姿系统的调试过程给出了详细的说明,结合课题的实际工作,文中提出了加速度计的重力补偿法以及前向通道的模块化设计方法,并给出了倾角计的适用性结论。本航姿系统通过采用微机电关键词:无人机,航姿系统,琈蟛畈钩ィǘ瞬目前,以美国为代表的一些军事大国对无人机的研究处于世界领先地位,国内程实现。使该系统具有低成本、小型化以及较高精度的基本特性。该课题涉及的技术面广、工作量大、难点多,具体包括:颂馑惴椒ǖ难芯浚性器件的测试与补偿;颂饬恐档穆瞬ǎ阶讼低车淖芴迳杓疲件ń撬俣韧勇荨⒓铀俣燃啤⒋怕夼逃肭憬羌的工作原理与具体型号的参数应用到实际的姿态信号测量过程中,提高姿态信号的利用率。最后,介绍系统的整并给出结论。惯性器件作为姿态信号测量元件以及作为系统的酒纳杓品椒ǎ展了航姿系统的设计思路,并推广了惯性器件在小型无人机上的应用。两北业大学硕十学位
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第一章绪论课题背景及意义本课题来自于中航某集团某厂“小型无人机导航/飞控系统研制”的重点项目。无人机是用无线电遥控操纵或自主控制的非载人飞行器。最初的无人机只是作为“自动飞行炸弹”来应用,在年以后不久,英军利用无线电技术手段,装备一架小技术的发展,无人机在向着可回收、能遥控操作和自主飞行的方向进行发展。到了年代,美军在越南战争中已经使用无人机作为靶机进行训练以及照相侦察。在争中,美、英、法、加拿大和以色列等国的无人机纷纷亮相战场,美军总共有觥跋锋”无人机连参战,为多国部队实时了解战场态势及评估空袭效果提供了重要依据,对干扰、压制伊拉克防空体系和通信系统等也发挥重要作用。在世纪的阿富汗战争和对伊战争中,美英军队使用了十几种无人机,遂行任务扩展到情报监视、导弹攻击、充当诱饵、电子战和战场损失评估等【。无人机已经在军事领域扮演着重要能强和无人员伤亡等优点,其研究和发展受到许多国家的高度重视。无人机不仅在军事上应用广泛,如战场侦察、目标跟踪、损毁估计、核辐射与生化探测、战术掩护与攻击、电子战等:而且也可应用于各类民用项目,如航空摄影、气象探测、环境研究、通信中继等。所有的这些应用和需求反映在技术层面上,就是进一步要求帕榛钚∏伞⒏叨燃伞⒏咝Х驯取⒛?榛⑼缁图夯较蚍⒄箍趌。惯性导航是一门综合技术,用于对运动体的姿态和位置等参数的确定,是实现引入外界的信息便可实现导航与制导,所以引起了人们的广泛重视,现已广泛应用于军用和民用的众多技术领域中,如飞船、飞机、导弹、火箭、舰船等各种运载工式两类,平台惯导系统是用陀螺稳定平台建立一个三维空间坐标系;捷联惯导系统年,美台惯导系统的试飞,证实了纯惯性技术型飞机,装上炸药后将其引导到目标去,用以攻击德军空中和地面目标。随着各项年黎巴嫩战争中,以军开创了无人机与飞机密切协同作战的先例。在年海湾战角色,对其需求也日渐增加。由于无人机具有机动灵活、体积小,成本低、隐身性运动体自主式控制和测量的最佳手段。由于惯性技术具有自主性等优点,即不需要具以及资源勘测、地形测量、海洋考察等方面。惯性导航系统可分为平台式和捷联不需要实体的导航平台,它把陀螺和加速度计直接安装在载体上,用计算机数学平台来代替传统的机械平台,具有结构简单、可靠性高而且维护方便等优点。在两北荡笱妒宦畚绍论
国内外研究动态阿波罗一号飞船得到了成功的应用。在之后的几十年中,平台惯导系统已普遍应也逐步发展起来,其原理如图所示。捷联惯导系统一般包括:铀俣燃疲承受机体角运动干扰的影畴,误差严重。,既而随着计算机技术的发展以及性能更加优异的传感器敏感元件的应用,使得上述两个关键技术获得了突破,促进了捷联惯导系统的日趋成熟,在许多方面已经可军致力于各型无人机的研制,并且很多型号已用于实战。美军对无人侦察机的研制日趋成熟,年“全球鹰”首飞成功,已成为当前世界上技术最先进的无人机。美