基于地磁傳感器與MEMS陀螺儀組合姿態(tài)測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、簡(jiǎn)易制導(dǎo)彈藥，主要是對(duì)常規(guī)炮彈加裝彈道修正裝置，通過對(duì)比彈道與預(yù)定彈道，解算出偏差量，從而對(duì)彈丸實(shí)際飛行軌道進(jìn)行一次或幾次修正，提高彈藥射擊精度和命中率。姿態(tài)解算系統(tǒng)作為修正裝置的核心部分，其性能和精度對(duì)彈丸修正能力具有較大影響。因此，本文對(duì)地磁傳感器與MEMS陀螺儀組合姿態(tài)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先研究了地磁場(chǎng)的建模方法，分析了全球地磁場(chǎng)模型，建立了三軸地磁傳感器與兩軸陀螺儀姿態(tài)解算數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)了基于地磁傳感器與MEMS陀

2、螺儀的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，為后續(xù)地磁傳感器測(cè)量誤差校正的研究和隨機(jī)誤差濾波算法研究奠定了基礎(chǔ)。
　　分析了地磁傳感器測(cè)量誤差的類型和特點(diǎn)，建立了地磁傳感器誤差模型，基于所建立的模型研究了基于最大似然法的靜態(tài)校正;利用靜態(tài)校正得到的補(bǔ)償參數(shù)作為初值，研究了基于最小二乘橢球擬合法的組合在線校正;最后利用組合在線校正方法對(duì)地磁傳感器進(jìn)行了校正實(shí)驗(yàn)。
　　分析了地磁測(cè)量系統(tǒng)隨機(jī)噪聲源種類和特點(diǎn)，利用改進(jìn)后的六自由度彈道方程建立了卡爾曼濾波

3、模型，分別研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波;針對(duì)濾波算法對(duì)初值敏感的問題，研究了對(duì)噪聲誤差的自適應(yīng)估計(jì)。分別利用擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)、無跡卡爾曼濾波(UKF)、自適應(yīng)無跡卡爾曼濾波(AUKF)對(duì)地磁傳感器進(jìn)行了濾波實(shí)驗(yàn)，對(duì)三種濾波結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　經(jīng)過調(diào)試，所設(shè)計(jì)的地磁傳感器與MEMS陀螺儀的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)能夠正常工作。針對(duì)兩種地磁傳感器誤差校正方法，進(jìn)行了校正實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明組合在線校正方法能夠有效減小地磁測(cè)量系統(tǒng)測(cè)