光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)級標(biāo)定方法研究.pdf

1、本課題旨在研究光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)。標(biāo)定技術(shù)主要分為分立式標(biāo)定及系統(tǒng)級標(biāo)定。
　　 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理是利用直接與載體固聯(lián)的慣性組件(陀螺儀和加速度計)來敏感載體的運(yùn)動，結(jié)合一定初始信息，通過計算確定載體的位置及姿態(tài)信息。然而，作為一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在導(dǎo)航過程中會存在一些系統(tǒng)誤差，不能依靠外界信息得到修正，最終系統(tǒng)的導(dǎo)航精度會受到影響。其中，最主要的誤差源是慣性組件誤差。所以，高精度的慣性測量組件

2、是慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度的保證。本文主要研究的是如何通過標(biāo)定技術(shù)來測量慣性組件的誤差項(xiàng)，并在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航過程中對誤差項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償以提高系統(tǒng)整體導(dǎo)航精度。
　　 本文將首先介紹分立式標(biāo)定技術(shù)的原理。分立式標(biāo)定技術(shù)由于標(biāo)定原理簡單，誤差建模靈活，成為現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定方法。然而，由于存在一些不可避免的客觀因素，使分立式標(biāo)定結(jié)果存在一定的誤差，而這些誤差將對導(dǎo)航結(jié)果產(chǎn)生許多不良的影響。本文將通過誤差建模，詳細(xì)的分析分立式標(biāo)定產(chǎn)生

3、的慣性組件誤差對導(dǎo)航系統(tǒng)精度造成的影響，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性。
　　 由于，分立式標(biāo)定存在許多缺點(diǎn)，本文將著重研究一種以卡爾曼濾波為核心的，更為先進(jìn)的標(biāo)定技術(shù)--系統(tǒng)級標(biāo)定技術(shù)。系統(tǒng)級標(biāo)定的原理是根據(jù)陀螺儀和加速度計的輸出值進(jìn)行導(dǎo)航解算，并將解算結(jié)果與轉(zhuǎn)臺提供的載體真實(shí)值進(jìn)行對比，得到系統(tǒng)的測量誤差，將測量誤差作為系統(tǒng)觀測變量，慣性組件待標(biāo)定的誤差項(xiàng)作為狀態(tài)變量，應(yīng)用卡爾曼濾波器來對狀態(tài)變量進(jìn)行無偏估計。系統(tǒng)級標(biāo)

4、定技術(shù)可以準(zhǔn)確的估計出慣性組件的所有誤差項(xiàng)，以便于在導(dǎo)航過程中對慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。
　　 本課題在對所設(shè)計的系統(tǒng)級標(biāo)定進(jìn)行仿真驗(yàn)證之前，先對濾波器及所設(shè)計的標(biāo)定路徑進(jìn)行了可觀測性分析。分析結(jié)果顯示，所設(shè)計的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)可以保證所有狀態(tài)量均能得到有效估計。而后采用MATLAB對整個系統(tǒng)級標(biāo)定過程進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真驗(yàn)證，所設(shè)計的濾波器及標(biāo)定路徑都是可行的，各狀態(tài)變量的估計精度很高，收斂時間很短。
　　 最后，本文將進(jìn)行分立式