GPS輔助SINS動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)關(guān)鍵模型研究.pdf

1、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種重要的自主式導(dǎo)航設(shè)備,廣泛應(yīng)用于軍事和民用等諸多領(lǐng)域。初始對(duì)準(zhǔn)是捷聯(lián)慣導(dǎo)獨(dú)自導(dǎo)航及組合導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù),其中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輔助捷聯(lián)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)是一個(gè)重要的研究方向。論文針對(duì) GPS輔助捷聯(lián)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)中的關(guān)鍵模型開展研究,包括INS元件誤差的辨識(shí)和處理、地固系下基于多種姿態(tài)描述方法的SINS誤差模型、GPS輔助捷聯(lián)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)的魯棒非線性濾波算法以及 GPS/INS緊組合初始對(duì)準(zhǔn)的觀測(cè)模型及魯棒濾波算法等等。取

2、得的主要研究成果如下:
　　(1)采用Allan方差和功率譜密度對(duì)實(shí)測(cè)陀螺信號(hào)進(jìn)行辨識(shí),根據(jù)辨識(shí)結(jié)果重構(gòu)性質(zhì)相同的陀螺信號(hào),表明辨識(shí)方法的正確性;提出一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的非平穩(wěn)陀螺信號(hào)平穩(wěn)化處理方法。通過與小波分析等方法比較實(shí)驗(yàn),表明該方法能有效地辨識(shí)出非平穩(wěn)信號(hào)序列中的趨勢(shì)項(xiàng),可提高信號(hào)的正態(tài)性。
　　(2)建立了地固系下任意失準(zhǔn)角SINS系統(tǒng)誤差模型,并給出了其大方位失準(zhǔn)角誤差模型和小失準(zhǔn)角誤差模型的簡(jiǎn)化公式,實(shí)驗(yàn)證明

3、該模型能適用于 GPS輔助下各種失準(zhǔn)角情形下的初始對(duì)準(zhǔn),當(dāng)失準(zhǔn)角較小時(shí),小失準(zhǔn)角線性誤差模型的估計(jì)精度和計(jì)算效率較高。
　　(3)建立了地固系下基于四元數(shù)、羅德里格參數(shù)、修正羅德里格參數(shù)的SINS系統(tǒng)誤差模型,通過實(shí)驗(yàn)給出了上述模型的適用范圍?；赟O(3)理論給出了上述幾種姿態(tài)描述方法的高階 Cayley表述方法,實(shí)驗(yàn)分析了基于幾種不同姿態(tài)方法的SINS誤差模型估計(jì)精度和計(jì)算效率。
　　(4)基于奇異值分解,提出一種新的H

4、∞魯棒Cubature卡爾曼濾波算法。該算法可以有效抑制因約束參數(shù)選擇不當(dāng)引起的濾波發(fā)散,放寬了該參數(shù)的取值范圍進(jìn)一步提高了算法的魯棒性,分析了最優(yōu)約束參數(shù)的迭代界限和迭代步長(zhǎng)對(duì)濾波結(jié)果的影響。
　　(5)建立了GPS/INS緊組合初始對(duì)準(zhǔn)的雙差偽距/偽距率觀測(cè)模型,實(shí)驗(yàn)表明引入雙差偽距率觀測(cè)值可以有效提高緊組合初始對(duì)準(zhǔn)的精度和收斂速度。提出一種多重漸消H∞魯棒Cubature卡爾曼濾波算法。該算法可以有效抑制原始觀測(cè)值粗差,提高