面向不動產(chǎn)單元的慣性測量系統(tǒng)初始對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、不動產(chǎn)實(shí)地調(diào)查以不動產(chǎn)單元為對象，對不動產(chǎn)的權(quán)屬、界限、面積等進(jìn)行調(diào)查與測量。全站儀、衛(wèi)星定位等常規(guī)不動產(chǎn)測量方法存在環(huán)境依賴度高、效率低等缺點(diǎn)，本文將自主性強(qiáng)、不受外界干擾的捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)用于不動產(chǎn)測量。初始對準(zhǔn)是捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)工作的前提和關(guān)鍵，初始對準(zhǔn)的精度決定著捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的定位精度。本文對用于不動產(chǎn)測量的初始對準(zhǔn)方法進(jìn)行討論，引入自適應(yīng)卡爾曼濾波算法，對初始對準(zhǔn)過程中的姿態(tài)角誤差和慣性傳感器誤差進(jìn)行估計和補(bǔ)償，提高初始對

2、準(zhǔn)的精度，從而提高系統(tǒng)的定位精度。
　　本文的主要研究工作包括以下三個方面:
　　1、對捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的四位置對準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了研究。分析比較了水平狀態(tài)下的多位置對準(zhǔn)方案，綜合對準(zhǔn)時間和精度，對傾斜狀態(tài)下的四位置對準(zhǔn)方案進(jìn)行重點(diǎn)研究，提出了改進(jìn)的四位置對準(zhǔn)方案和水平面內(nèi)雙陀螺對準(zhǔn)方案;研究了初始方位角、水平傾角、緯度等影響因子與光纖陀螺隨機(jī)漂移、轉(zhuǎn)位誤差、水平傾角測量誤差及緯度誤差等影響四位置對準(zhǔn)精度的誤差影響系數(shù)的關(guān)系。

3、r>　　2、對捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的單位置對準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了研究。分析了傳統(tǒng)與改進(jìn)的解析粗對準(zhǔn)算法及其誤差特性;在推導(dǎo)捷聯(lián)慣性系統(tǒng)誤差方程的基礎(chǔ)上，結(jié)合外部輔助信息，詳細(xì)推導(dǎo)了位置已知點(diǎn)和位置未知點(diǎn)處的系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測方程，采用基于奇異值分解的可觀測度分析方法對系統(tǒng)狀態(tài)變量進(jìn)行可觀測性分析，應(yīng)用卡爾曼濾波算法進(jìn)行了單位置對準(zhǔn)仿真分析。
　　3、對自適應(yīng)卡爾曼濾波在單位置對準(zhǔn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。針對不動產(chǎn)測量中諸多隨機(jī)影響因素導(dǎo)致系統(tǒng)模型

4、及噪聲統(tǒng)計特性精確度降低的問題，引入了自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。為避免濾波發(fā)散，采用了簡化的Sage-Husa自適應(yīng)濾波算法對觀測噪聲協(xié)方差陣進(jìn)行自適應(yīng)，通過遺忘因子加大對當(dāng)前觀測數(shù)據(jù)的使用，提高了單位置對準(zhǔn)的精度和穩(wěn)定性;為了自適應(yīng)系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣，引入了模糊自適應(yīng)卡爾曼濾波算法，通過模糊規(guī)則確定自適應(yīng)因子，對增益矩陣和系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高了單位置對準(zhǔn)的穩(wěn)定性。
　　通過轉(zhuǎn)臺實(shí)驗(yàn)和定位實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文給出的初始對準(zhǔn)方