基于大氣高度輔助的機載SINS-SAR組合導(dǎo)航研究.pdf

1、機載SINS/SAR組合系統(tǒng)是利用SAR所獲得高分辨率圖像，與載機預(yù)先存儲的數(shù)字地圖庫中的圖像，經(jīng)過圖像匹配給出載機當(dāng)前的位置信息，二者取長補短，然后與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合便可以有效的提高導(dǎo)航精度。
　　飛行高度是航空飛行器的重要飛行參數(shù)，是飛行器實現(xiàn)正常安全駕駛、準(zhǔn)確導(dǎo)航與控制、有效偵察和攻擊等任務(wù)不可或缺的信息?？紤]到慣導(dǎo)系統(tǒng)的高度通道發(fā)散，SAR圖像匹配只能得到經(jīng)度與緯度信息，不能獲取高度信息的缺陷。本文研究了采用氣壓高度

2、輔助機載SINS/SAR組合導(dǎo)航的方法，研究了相應(yīng)的氣壓高度和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高度通道信息融合的方法以及基于氣壓高度的組合建模方法，具有十分重要的理論意義以及國防應(yīng)用價值。
　　本文在充分分析了氣壓高度表測量誤差特性的基礎(chǔ)上，為有效提升在跨音速、俯沖投彈等非平穩(wěn)高動態(tài)飛行階段下慣性/大氣高度阻尼系統(tǒng)的性能，開展了慣性/大氣阻尼參數(shù)設(shè)計和理論研究，提出基于經(jīng)典控制理論的慣性/大氣阻尼系統(tǒng)工作模式調(diào)整和動態(tài)參數(shù)調(diào)整方案，從而為改進慣性/大

3、氣高度通道信息融合在跨音速等飛行階段的性能提供了理論依據(jù)。
　　結(jié)合現(xiàn)有慣性/大氣高度通道阻尼基本設(shè)計方法，本文分析建立了慣性/大氣阻尼系統(tǒng)互補濾波器模型，并和慣性/大氣組合卡爾曼濾波系統(tǒng)模型進行了理論對比；還提出了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計和GPS信息的兩步融合方法，以消除跨音速段氣壓高度值劇烈變化對慣性高度通道性能帶來的不利影響；本文最后推導(dǎo)了氣壓高度計/GPS/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程，最終提升了慣性高度通

4、道的狀態(tài)最優(yōu)估計性能。
　　論文在對SAR匹配導(dǎo)航系統(tǒng)誤差來源以及誤差形式分析的基礎(chǔ)上，提出了準(zhǔn)實時性組合導(dǎo)航濾波方案，有效解決了SINS/SAR組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的量測滯后影響；論文還研究提出了基于大氣高度輔助的SINS/SAR組合自適應(yīng)濾波方案，針對大氣系統(tǒng)跨音速等飛行階段時氣壓高度誤差會出現(xiàn)突變的現(xiàn)象，研究了自適應(yīng)濾波算法，有效提升了SINS/SAR組合系統(tǒng)的性能。
　　論文最后研究了基于Flight Gear軟件的機載S