弹载INS/GNSS组合导航数据融合技术研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tgb567_2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
精确制导炮弹凭借费效比低的优势,得到了广泛关注。惯性/卫星组合导航技术的发展,进一步提高了制导炮弹的打击精度。为了提高弹载惯性/卫星组合导航系统在复杂战场环境下的精度和抗干扰能力,本文以某国防重点预研项目为背景,以弹载惯性/卫星组合导航系统为研究对象,研究了弹载惯性器件的误差补偿技术、高精度组合导航算法和卫星信号干扰检测技术,主要研究内容如下:(1)在弹载组合导航系统中,使用微机电惯性测量单元(MEMS-IMU)能更好的实现过载防护,但MEMS陀螺仪精度低于激光和光纤陀螺仪。为了提高MEMS陀螺仪的测量精度,首先利用艾兰方差分析辨识陀螺仪误差参数,随后利用自回归滑动平均模型(ARMA)对陀螺仪误差进行补偿,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的改进ARMA误差补偿算法,进一步提高了补偿精度;结合陀螺仪数据的时序性特点,提出了基于长短期记忆循环神经网络(LSTM-RNN)的误差补偿算法,并使用门控循环单元(GRU)结构优化神经网络训练过程。基于MEMS-IMU真实数据的试验结果表明,上述算法都能提高MEMS陀螺仪的测量精度,其中LSTM-RNN算法补偿效果最好。(2)为了提高弹载组合导航系统在高过载下的精度和可靠性,设计了一种多接收机惯性/卫星松组合导航模型。在多接收机松组合导航模型中提出了集中和分散式两种数据融合方法,集中法直接将来自多个接收机的位置、速度信息与惯性导航系统的信息作差构建量测矩阵,进行集中处理;分散法基于联邦滤波架构,将每个接收机作为“传感器”分散处理,随后分析了两种方法的优劣。为了充分利用弹道的历史信息,提出一种基于图优化的多接收机松组合导航优化算法,进一步提高了系统精度。试验结果验证了多接收机松组合导航模型能够提高导航的精度和系统的可靠性,图优化算法能进一步减小系统的导航误差。(3)为了进一步提高组合导航系统的精度,设计了一种弹载多接收机惯性/卫星紧组合导航模型。针对多接收机紧组合模型中集中式处理方法计算量巨大的问题,提出一种量测信息差分算法,消除状态向量中的时钟相关变量,减少计算量。针对卡尔曼滤波忽略历史状态信息,提出一种基于图优化的紧组合导航优化算法。试验结果验证了多接收机紧组合导航模型能进一步提高导航的精度,图优化算法在多接收机紧组合中仍然有效。(4)针对战场环境下卫星导航接收机极易被干扰和欺骗的问题,提出了基于基线统计特性和多接收机位置相关性的两种欺骗干扰检测算法。基于基线统计特性的算法中建立了单基线、双基线和多基线假设检验模型并推导了对应模型的检测概率和漏检概率的关系函数,提出了多基线叠加和最大/最小值检测算法。不同算法的接收器操作特性(ROC)曲线验证了基线长度和数量的增加能提高检测性能,多基线最大最小值算法具有最好的检测性能。位置相关性算法中推导了多接收机位置相关性矩阵,定义了检测判定因子,给出了数据野值剔除方法。四接收机半实物仿真验证了算法的有效性。
其他文献
学位
科学工作流是进行大规模科学计算的高效模型,能够将复杂的科学计算任务拆分成若干个相对简单的子任务进行分布式处理。科学工作流管理系统就是建立在分布式计算平台上使用科学工作流模型进行科学计算的系统。随着科学计算规模是日益扩大,传统的分布式平台已经渐渐不能满足科学工作流系统的需求。云计算技术的出现给科学工作流管理系统提供了全新的平台,由于它具有规模庞大,按需服务,高扩展性等特点,非常适合科学计算的需求,越
高温条件下固-固界面之间的接触传热现象广泛存在于航天器热防护、核反应堆冷却、热处理工艺等领域。由于这些高温条件下的工程应用往往对应于超高的热流密度,接触热阻的变化将会导致较大的界面温差,获取精确的接触热阻参数对装置或系统的可靠性和安全性设计至关重要。以高超声速飞行器为例,气动加热会使得飞行器的外表面温度将超过1000℃,为了保证飞行器的安全,必需设计可靠性能的热防护系统。而热防护系统的性能除了受热
学位
水中微量毒害有机污染物的高效去除已成为水环境领域研究的重要课题之一。以过一硫酸盐(PMS)为基础的高级氧化技术(SR-AOPs)已被广泛应用于处理高毒性、难生物降解的有机污染物。通过光、电、超声等外加能量或催化剂的作用,可以提高PMS活化效率。考虑外加能量的高能耗及均相催化的过渡金属离子难以回收、二次污染等问题,开发高活性、环境友好型的非均相催化剂显得尤为必要。然而,在SR-AOPs非均相催化反应
质量设计作为持续质量改进活动的重要支撑技术,主要应用于产品/过程的设计阶段,因此能够从源头上减小和控制产品实现过程中的波动。稳健参数设计是一种结合统计知识和工程技术而发展起来的质量改进方法,其通过调节可控输入参数设置,以达到产品/过程对噪声/不确定因素的变化不敏感,进而改善产品/过程的稳健性,提升产品性能。响应曲面方法是稳健参数设计的主要手段之一,为了改善传统响应曲面方法建模难度大、预测精度不足等
学位
全双工是一种在同一频带中同时进行发送和接收的双向通信技术,与传统的半双工系统相比,该技术在理论上能够将频谱效率提高一倍,使频谱资源得到充分利用。但是系统自身的发射信号会对接收链路造成严重的自干扰,使目标接收信号难以被正确还原。因此,如何有效抑制和消除接收端的自干扰信号是实现全双工通信面临的最大挑战。自干扰信号的产生主要是由于天线端能量的泄漏、射频通道间的相互耦合等,因此在射频域进行自干扰消除是最直
手指静脉是指位于人体手指浅筋膜之间的静脉血管,具有普遍、唯一、隐蔽、活体等特点。手指静脉识别系统自2004年首次被应用于个人身份鉴定以来,因其高安全性,在金融、汽车和楼宇等领域获得了广泛的应用。手指静脉识别的基本原理是利用静脉血液中血红蛋白对红外光的吸收特性来形成手指静脉图像,通过对图像分析、处理获取静脉分布模式,并以此作为匹配基准进行身份识别。手指静脉识别系统一般包含图像采集、预处理、特征提取及
非晶合金具有短程有序,长程无序的独特结构,表现出优异的物理、化学以及力学等性能,在体育器材、军事、航天航空、以及电子器件等领域已经获得一定的应用。然而,由于对其结构与性能调控的研究尚不完善,实现工业上的大规模应用还有很大的挑战。“纳米结构非晶合金”概念的提出拓展了对非晶合金的认知,通过引入大量非晶态界面,可以实现对其结构和性能的调控。本文的研究目的是开发一种高效低成本制备纳米结构非晶合金的新技术,