海洋重力輔助激光陀螺姿態(tài)測量算法研究.pdf

1、以激光陀螺為核心元器件的高精度慣性姿態(tài)測量系統(tǒng)具有可靠性高、自主性強的優(yōu)點，但系統(tǒng)誤差隨時間積累，長航時測量精度難以保持。為解決該問題，本文開展了重力輔助激光陀螺姿態(tài)測量算法研究，利用無源重力信息校正系統(tǒng)積累誤差。論文的主要工作如下：
　　1.重力地圖局部精化方法研究。對用于重力地圖的幾種常用的插值方法數(shù)學(xué)原理進(jìn)行了介紹；以此為基礎(chǔ)，以1'×1重力地圖為背景，選擇重力異常緩變和劇烈變化區(qū)域?qū)Σ逯捣椒ㄟM(jìn)行了精度驗證。精度驗證結(jié)果表明

2、，二階加權(quán)孔斯曲面重力異常模型較雙線性插值、移動曲面擬合和謝別德方法具有更高的插值精度。
　　2.重力擾動引起的激光陀螺姿態(tài)測量系統(tǒng)誤差分析。根據(jù)姿態(tài)測量系統(tǒng)更新方程，得到了垂直通道屏蔽下重力異常引入的系統(tǒng)誤差可以忽略的結(jié)論；從準(zhǔn)靜態(tài)條件下系統(tǒng)誤差傳播方程出發(fā)，推導(dǎo)了水平重力擾動引入的系統(tǒng)誤差解析表達(dá)式；以全球重力擾動數(shù)據(jù)庫為背景，仿真分析了航跡上重力擾動產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，在高精度應(yīng)用領(lǐng)域必須對重力擾動進(jìn)行補償。
　　3.重力

3、輔助慣性姿態(tài)測量算法研究。在深入分析重力輔助慣性姿態(tài)測量原理的基礎(chǔ)上，針對重力異常與位置之間的非線性關(guān)系，選用容積卡爾曼濾波算法作為信息融合算法并進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明：容積卡爾曼濾波較無跡卡爾曼濾波在重力輔助慣性姿態(tài)測量問題上具有更高的濾波精度，且算法對初始位置誤差不敏感、在較大觀測噪聲條件下仍能實現(xiàn)系統(tǒng)測量精度的提高；對重力擾動直接補償和不補償情況下重力輔助慣性姿態(tài)測量系統(tǒng)精度進(jìn)行了仿真分析，得到了直接補償重力擾動后系統(tǒng)姿態(tài)精