文档介绍：:——口《;——无陀螺捷联惯导系统初始对准技术研究哈尔滨工程大学工学硕士学位论文硕士研究生指导教师学科、专业史震教授导航、制导与控制吴俊伟救援学位论文主审人张京津年编号:
摘要用加速度计代替陀螺仪,并且从加速度计量测的比力中解算出载体的角速度,进而只用加速度计组成的捷联惯性导航的测量单元,称为无陀螺捷联惯导系统。目前的研究发现无陀螺捷联惯导系统适用于大动态范围、导航时间较短的载体的惯性制导,优点很多,比如低成本、低功耗、长寿命等等,伴随着高精度加速度计和先进滤波算法的产生,无陀螺捷联惯导系统必将成为研究的热点。初始对准是惯性导航的关键技术之一,对准的结果直接影响到导航的精度。目前关于有陀螺的捷联式惯导系统对准的研究,从理论到实际应用都比较成熟,但是对无陀螺捷联惯导系统的初始对准的研究还是个较本文主要以六加速度计配置方案为例,给出了无陀螺捷联惯导系统的初始对准方法。对准的方法为自主式初始对准和传递对准,其中,自主式对准又分为基于载体运动的自主式对准方法和基于加速度计组合的单轴旋转式的自主式对准方法,并针对自主式对准的精对准提出了一种改进的细粒度并行遗传算法的设想;在传递对准中无陀螺捷联惯导为子惯导,子惯导无法测得的量直接由主惯导提供,并建立卡尔曼滤波模型,估算出传递对准的失准角,对姿态更新获得的姿态阵作一次性修正,进而实现无陀螺捷联惯导系统最后探讨了无陀螺捷联惯导系统初始对准技术面临的亟待解决的问题和未来的发展方向,为我国在这一领域开展研究的研究人员提供了一定的参关键词:无陀螺;捷联惯导;初始对准;自主式对准;传递对准新的课题。的传递对准。考。哈尔滨檀笱妒垦宦畚
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撕、靡学位论文原创性声明哈尔滨工程大学本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:期:孵年多月日
第滦髀无陀螺捷联惯导系统研究状况与优点用加速度计代替陀螺仪,并且从加速度计量测的比力中解算出载体的角速度,进而只用加速度计组成的捷联惯性导航的测量单元,称为无陀螺捷联对于无陀螺捷联惯导系统的研究,国外学者在几十年前就开始进行了,而且已经做了一些研究工作。早在年,在他的硕士论文中首次提出不用陀螺测量物体角速度的想法,随后甋在年提出利用线加速度计测量物体的旋转运动的想法,并提出了多种加速度计的配置方案。在此之后长达年时间里,此方向一直停顿在年的水平上,这主要是由于陀螺技术及工艺的飞速发展,暂时满足了导航精度和成本上的要求。而进入世纪年代,高精度陀螺的成本很高,因此无陀螺捷联惯导系统又重新得到了发展。年,涎宰钌傩枰个加速度计即可测量物体的线加速度和角加速度;年,发表了一种使用黾铀俣燃平胁饬的新颖设计;年,贑幕∩细隽死昧黾铀俣燃撇饬课体旋转运动的解法;年,侄云渎瞬ㄋ惴ń辛烁慕国内学者在近几年也做了不少的研究工作,如马澍田教授编写的铀俣计无陀螺捷联惯导系统用于鱼雷制导的研究报告等。但总的来说,无陀螺捷联惯导系统还远没有像有陀螺捷联惯导系统那样引起人们的足够重视,其工程应用方面的研究就更少。造成这种情况的原因,一方面是人们对它的认识还不够深入,另一方面是加速度计的性价比还不够高,使用加速度计数量的增加会造成系统成本的增加。随着新材料的出现,新工艺,特别是微机械加工技术的发展,新型的高精度低成本的加速度计不断出现。这就为无陀螺捷联惯导走向工程实现奠定了基础,也必将推动无陀螺捷联惯导技术的研究工惯性导航在航空领域有着广泛的应用。在以往的惯性导航系统中,通常惯导系统。作【俊哈尔滨工程人学硕士学位论文
利用线加速度计测量物体的加速度,利用陀螺测量物体的角速度。但是由于陀螺的制造工艺非常复杂,成本难以降低,同时陀螺功耗大,又难以承受大的加速度和角加速度冲击。另外,陀螺的体积较大,而战术导弹上空间有限,因此战术导弹中希望使用成本低、体积小的加速度计取代陀螺实现制导。因此人们就提出了无陀螺捷联惯性导航技术。无陀螺捷联惯性导航系统和有陀螺捷联惯性导航系统相比其优势在于:杀镜停河捎诓皇褂媒峁垢丛樱庸つ讯却螅だ训耐勇荩无陀螺捷联惯性导航系统成本较低。芎男。杭铀俣燃坪屯勇菹啾龋挥懈咚傩L澹怨男。也需要复杂的电源。段Т螅憾杂谟型勇萁萘9叩枷低忱此担勇葜苯影沧霸谠靥迳希高机动飞行时,要求陀螺有很大的动态范围,这在工程上实现比较困难。而加速度计的测量范围较大,能够满足大动态范围的要求。从欤河捎谕勇菪枰=铣な奔淦舳苑从下倜ぃ河捎诩铀俣燃平峁瓜喽约虻ィ庸ぞǘ纫膊幌裢勇