文档介绍：摘要随着科学技术的飞速发展,单一的导航定位定向系统已经不能满足我国在军事领域和民用领域对导航、定位、定向精度的要求,组合导航定位定向系统以其较高的精度、低廉的成本逐渐被应用于各个领域。所以,以隝相结合构成的组合导航系统成为导航定位定向系统的一个发展方向。数字信号处理芯片南灾诺愫头伤俜⒄梗丫怪朐嚼丛蕉的应用领域。本论文研究了诮萘9叩枷低持械挠τ茫杓屏讼嘤Φ娜碛布系统。文中首先介绍捷联惯导系统的原理,采用了工程上实用的四元数捷联导航系统的算法,分析了系统误差源。接着介绍了分析了庵中滦臀⒋砥鞯奶点和应用方法,讨论了捌渫馕У缏返纳杓品椒ā>治鲅芯亢脱⌒停计了总体方案和硬件电路,并用镅员嘈垂叩技扑愠绦颉V蠼樯芰宋⒒倒性器件,并提供了对微机械陀螺仪和加速度计的测试方法,本方法的特点在于测试方法切实可行,并且整个测试过程所需的时间短,具有较高的工程使用价值。本系统用娲呈褂玫奈⒋砥髯魑=萘9叩枷低车暮诵拇砥鳎以减小系统的体积和成本,提高其性能价格比,使系统具备更好的应用价值和市场前景。关键词:全球定位系统;捷联惯性导航系统:四元数法;组合导航;煌勇荩加速度计;
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第滦髀组合导航系统的发展概述组合导航系统是组合不同特点的导航设备与导航方法,应用计算机技术对多种导航信息进行综合处理,以提高系统性能的导航系统。它是一种综合工程技术,涉及到各导航讯息源的许多设备的有关技术,计算机技术、显示技术以及控制系惯性导航系统,其原理是依据牛顿惯性原理,利用陀螺、加速度计等惯性敏感元件及初始位置来确定载体的位置、姿态和速度。工作的时候通过精确测量载体的旋转运动角速率和直线运动加速度信息,然后送至数字计算机中通过数学积分技术进行计算,,它与外界不发生任何光、声,磁、电的联系,既不依赖外界任何信息,也不向外界辐射能量,能够独立完成导航任务。是一种绝对保密且不受干扰的导航系统。由于它的完全自主性,已广泛用于航天,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,能够提供姿态及多种导航信息。按惯性测量装置在载体上的安装方式,惯性导航系统可分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。。平台式惯导系统是将惯性测量装置安装在惯性平台上,平台不仅能直接建立导航坐标系,而且能隔离载体的角震动,因而惯性测量仪表的工作环境较好,导航计算量小,容易补偿和修正测量仪表的输出,但是结构复杂,体积大,成本也随着计算机技术的迅猛发展,出现了捷联式惯性导航系统“M勇菀呛图铀度计直接安装在载体上,省掉了机电式的导航平台;但平台的概念仍然存在,它仅仅用计算机软件建立了一个“数学平台”来代替机电平台实体,其工作原理是:将陀螺敏感的载体运动角速度,直接送给导航计算机,计算从载体坐标系到导航坐标系的坐标转换矩阵,并通过转换矩阵将加速度计测量所得的比力进行变换,即把沿载体坐标系各轴上的加速度分量转换到导航坐标系中,之后可进行位置与速度的计算;根据该转换矩阵和姿态方位的唯一关系,可计算出载体的姿态和方位角;“数学平台”的这三项功能,,捷联惯导系统的体积、重量和成本都比平台式惯导系统大为降低,而可统、数据处理等理论。高。
部研制了第二代卫星导航系统—全球定位系统,耗资诿涝#梢运国内外发展概况靠性大为提高,且提供了更多的导航、制导信息。,捷联式惯性导航系统有以下几个优点:惯性传感器便于安装维护和更换;惯性传感器可以直接给出载体坐标系轴向的线加速度、角速度以提供给稳定控制系统;便于将惯性传感器重复布置,从而易在惯性传感器的级别上实现冗余技术,这对提高系统的性能和可靠性十分有利。由于去掉了具有常平架的平台,~则消除了稳定平台稳定过程中的各种误差;二则由于不存在机电结合的常平架装置,使整个系统可以做得小而轻,并易于维护嘲。大容量、高速度的计算机的出现,为捷联惯导的应用创造了条件。但是陀螺仪和加速度计直接固连在载体上,直接承受载体在动态情况下的振动和冲击,工作环境恶劣;陀螺仪直接测量载体的角运动,要求捷联陀螺有较大的施矩速度和高性能的再平衡回路,因此对惯性器件参数和性能的稳定性有很高的要求。提高惯性器件的精度是提高惯导系统精度的重要途径,但无论怎样改进加工工艺,怎样提高测试补偿精度,纯惯导系统的误差都要随时问而增长,这意味着,无论采取什么手段。只要惯导器件误差不为零,那么惯导系统的导航误差就要随时间而积累,这是由惯性导航原理决定