無陀螺捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)算法研究.pdf

1、隨著國防建設和國民經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展,慣性導航技術日益成熟并得到廣泛深入的應用,應用領域有航空、航天、航海、導彈、農用和車輛等方面。無陀螺捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)(簡稱GFSINS)作為慣性導航的一個重要研究方向,已經(jīng)逐漸引起了人們的重視,它舍棄了陀螺,通過全部加速度計的空間配置,依靠加速度計的輸出比力信號解算出原來需要陀螺測量的載體角速度。該系統(tǒng)具有低成本、反應快、低功耗、結構緊湊等特點,課題中用到的微加速度計原理簡單、性能好,應用前景廣闊。

2、舍棄了陀螺就避免了陀螺儀無法適應大角度和大角加速度測量的困難,因此,GFSINS的研究具有非常重要的實用價值。
　　 本文首先介紹了硬件系統(tǒng)的結構,硬件系統(tǒng)采用的九加速度計配置方案同文中提到的其它幾種方案相比,配置更為合理,簡單實用。后面涉及到的所有算法都要在這個硬件平臺上進行測試驗證。主要研究內容包括介紹了慣性導航系統(tǒng)中需要引入坐標系的原因及幾種常用的坐標系,然后介紹了無陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的工作原理和利用加速度計代替速率陀螺測量

3、載體角速度的數(shù)學原理,重點推導了無陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的加速度輸出。
　　 角速度解算是研究的重點所在,角速度解算的算法有積分算法和開方算法,文中給出了一種改進的新算法,通過對這種新算法的仿真證明,相對于積分算法和開方算法來說,這種新算法可以提高解算的精度,而且具有能避免符號誤判、解算誤差有界等優(yōu)點。捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的最終目的是得到載體的姿態(tài)、位置等信息以實現(xiàn)慣性導航,所以得到角速度后,要對捷聯(lián)矩陣實時修正,捷聯(lián)矩陣的修正有很多種方法,