某型彈載捷聯(lián)式INS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法分析與試驗研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，簡稱慣導(dǎo)）是一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，它既不依賴外部信息，也不向周圍輻射能量。牛頓力學(xué)定律是慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本工作原理，通過加速度計和陀螺儀測量載體在慣性參考系中的加速度和角速率，并對時間進行積分，轉(zhuǎn)換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，最后得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系下的速度、姿態(tài)角和位置等信息。由于系統(tǒng)的自封閉性，其誤差會隨時間累積，而通過GPS定位系統(tǒng)能實時消除慣導(dǎo)的時間累積誤差，從而形成了INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)，相對單一的導(dǎo)航方式而言，精度得到

2、了極大的提升，因而INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類飛行器中。
　　本文依據(jù)某小型精確制導(dǎo)導(dǎo)彈的設(shè)計要求，對導(dǎo)彈的二維和三維彈道進行了仿真計算，在此基礎(chǔ)上，進行了適用于該型導(dǎo)彈搭載的INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與設(shè)計。組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計包含兩個部分：硬件和軟件算法部分。在硬件方面，本文主要是根據(jù)導(dǎo)彈的設(shè)計要求，進行了導(dǎo)航系統(tǒng)硬件指標(biāo)的確定及選型工作；軟件算法方面，本文對INS算法、GPS導(dǎo)航算法及INS/GPS組合導(dǎo)航算

3、法進行了研究和分析，并詳細(xì)推導(dǎo)了適用于INS/GPS的卡爾曼濾波遞推算法，用于對輸出數(shù)據(jù)的濾波處理。通過分析對比，該導(dǎo)航系統(tǒng)采用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）慣性敏感元件石英音叉陀螺和石英振梁加速度計進行原始數(shù)據(jù)的輸出，通過捷聯(lián)式平臺進行比力變換，姿態(tài)矩陣計算，經(jīng)過卡爾曼濾波進行原始數(shù)據(jù)的濾噪，然后進行導(dǎo)航解算，得到載體的速度、位置和姿態(tài)參數(shù)。文章最后進行了試驗驗證，通過轉(zhuǎn)臺試驗、靜態(tài)試驗及跑