慣導系統(tǒng)傳遞對準模型的可觀測性分析.pdf

1、慣導系統(tǒng)的一個重要的問題是初始對準，在盡可能短的時間內達到最高的對準精度是慣導系統(tǒng)初始對準階段所追求的目標。卡爾曼濾波被通常用于實現(xiàn)慣導系統(tǒng)的初始對準，實踐證明具有很好的效果。應用卡爾曼濾波器實現(xiàn)慣導系統(tǒng)的初始對準的本質是將失準角及慣性儀表的誤差作為狀態(tài)變量，通過最優(yōu)估計的方法將其估計出來，從而消除失準角及其慣性儀表的誤差。狀態(tài)估計的精度和速度決定著系統(tǒng)初始對準的精度和速度。而估計的精度和速度又由系統(tǒng)的可觀測性所決定，故初始對準的速度和

2、精度在很大程度上由系統(tǒng)的可觀測性所決定。因此，要想研究系統(tǒng)狀態(tài)的可估計性，必須首先分析系統(tǒng)狀態(tài)的可觀測性。 論文基于艦船慣性導航系統(tǒng)的特點，建立了“速度+姿態(tài)”匹配的傳遞對準誤差數(shù)學模型；介紹了PWCS理論并將它應用于慣導系統(tǒng)傳遞對準誤差數(shù)學模型中。通過用可觀測矩陣奇異值分解法(SVD)和線性系統(tǒng)理論的方法，定性地分析了系統(tǒng)狀態(tài)變量的可觀測性情況，并給出了它們的可觀測程度；運用卡爾曼濾波理論對“速度+姿態(tài)”匹配的傳遞對準誤差數(shù)學

3、模型進行了仿真，并對系統(tǒng)的估計值與真實值做了比較，還對估計值協(xié)方差曲線收斂的快慢也進行了比較；運用線性系統(tǒng)理論可觀測性結構分解的方法對傳遞對準誤差數(shù)學模型進行了可觀測性分解，求出了可觀測狀態(tài)變量及其線性組合，并對可觀測子系統(tǒng)進行卡爾曼濾波仿真；基于艦船慣導系統(tǒng)的特點還建立了“速度+姿態(tài)”匹配的傳遞對準誤差數(shù)學模型，由于它是動基座傳遞對準，定性地分析了系統(tǒng)幾個時間段的可觀測性能，并對各個時間段的可觀測性能進行了定性地比較。而且與“速度+姿