光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)高精度姿態(tài)解算及性能優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、捷聯(lián)航姿系統(tǒng)（AHRS）是一種重要的機(jī)載航電設(shè)備，主要用于輸出載體三維姿態(tài)信息。論文主要以國(guó)家某重點(diǎn)型號(hào)工程中的機(jī)載光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)其在工程應(yīng)用中的高精度姿態(tài)算法和性能優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和分析，并進(jìn)行了系統(tǒng)全面的性能試驗(yàn)和可靠性測(cè)試驗(yàn)證工作。
　　論文首先對(duì)課題組自行研制的捷聯(lián)航姿系統(tǒng)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的構(gòu)架進(jìn)行了需求分析。該計(jì)算機(jī)采用“DSP+CPLD”的架構(gòu)，相對(duì)傳統(tǒng)單核計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的接口管理能力，并避免了數(shù)據(jù)

2、總線沖突的隱患。對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的性能進(jìn)行了大量測(cè)試工作，測(cè)試表明，該導(dǎo)航計(jì)算機(jī)接口通訊功能完善，滿足捷聯(lián)航姿系統(tǒng)的應(yīng)用要求。
　　論文隨后對(duì)光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)的高精度姿態(tài)融合算法及不同環(huán)境下的性能優(yōu)化方法展開(kāi)了深入具體的研究工作。
　　針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間飛行過(guò)程中慣性器件的噪聲特性變化，提出了一種加速度計(jì)信息融合降階卡爾曼濾波的噪聲自適應(yīng)改進(jìn)算法。該算法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器誤差特性，在線調(diào)整卡爾曼濾波噪聲陣，提高了捷聯(lián)航姿系統(tǒng)的姿態(tài)精度。

3、
　　由于加速度計(jì)信息融合卡爾曼濾波算法應(yīng)用的前提是載體沒(méi)有額外加速度作用，在融合前需要先檢驗(yàn)加速度計(jì)信息有效性。因此針對(duì)傳統(tǒng)自檢驗(yàn)法受到陀螺精度制約而會(huì)在復(fù)雜飛行環(huán)境下出現(xiàn)誤判的問(wèn)題，論文提出了復(fù)雜環(huán)境下的加速度計(jì)信息自檢驗(yàn)方案，提高了檢驗(yàn)法的準(zhǔn)確性與環(huán)境適應(yīng)性。
　　傳感器數(shù)據(jù)的不同步會(huì)引起捷聯(lián)航姿系統(tǒng)在大機(jī)動(dòng)情況下的姿態(tài)精度惡化。論文針對(duì)工程應(yīng)用中IMU時(shí)序不同步的現(xiàn)象及其對(duì)航姿系統(tǒng)姿態(tài)解算帶來(lái)的誤差影響進(jìn)行了分析和仿

4、真，提出了相應(yīng)的解決方法，進(jìn)一步論證了本文所述架構(gòu)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性高的優(yōu)點(diǎn)。
　　大跨度飛行過(guò)程中的溫度變化會(huì)引起光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)的姿態(tài)精度惡化。論文通過(guò)溫度試驗(yàn)研究了光纖陀螺溫度漂移特性，并應(yīng)用多項(xiàng)式補(bǔ)償法對(duì)其輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，可有效提升航姿系統(tǒng)在全溫變化下的精度穩(wěn)定性。
　　飛行過(guò)程中的振動(dòng)同樣會(huì)導(dǎo)致光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)的姿態(tài)精度惡化。論文對(duì)機(jī)體振動(dòng)對(duì)捷聯(lián)姿態(tài)解算引入不可交換性誤差進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)大量振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，設(shè)