机载捷联子惯导系统动基座对准技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nieyuhan
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动基座对准技术作为机载捷联子惯导系统的一项关键技术受到研究人员的高度关注。动基座对准技术主要有利用主惯导信息的传递对准和利用导航卫星信息的GPS/INS组合导航系统对准。本文主要针对上述两种动基座对准匹配方案以及对准滤波算法进行研究。论文研究了传递对准基本原理,分析验证了基于常规卡尔曼滤波的“速度匹配”方案的不足,并从滤波方法和新型快速传递对准方案两方面进行研究改进。文中研究的基于H_∞滤波的“速度匹配”传递对准仿真结果表明: H_∞滤波技术的应用极大地提高了传递对准的快速性,具有较大的工程应用参考价值。深入研究了一种“比力积分匹配”传递对准方案,该方法利用主、子惯导系统的比力差积分量作为观测量,实时估计并补偿子惯导平台误差角。分析研究了惯性器件精度对传递对准性能的影响,并针对机载武器系统进行了地面起飞准备阶段的传递对准性能仿真验证。本方案在传递对准研究中,具有重要的理论研究意义与工程应用价值。研究了GPS/INS组合导航系统对准技术。针对卡尔曼滤波对突变状态的跟踪性能较差的问题,论文研究了基于卡尔曼的强跟踪滤波算法及其在GPS/INS对准中的应用。仿真研究的结果表明,应用了基于卡尔曼强跟踪滤波算法的GPS/INS组合导航系统动基座对准适用范围广,可保证对准的快速性和高精度,具有重要的工程应用参考价值。对基于H_∞滤波的GPS/INS组合导航系统动基座对准研究发现,剧烈的机动过程将导致H_∞滤波丧失对突变的跟踪能力。针对该问题,本文提出一种新的基于H_∞的强跟踪滤波算法,仿真验证结果表明,采用基于H_∞的强跟踪滤波可以较好地提高动基座对准的平稳性和精度。最后,本文采用DGPS作为高精度参考系统,研究机载捷联子惯导系统对准精度的评估方案。分别研究了机载捷联子惯导动基座对准精度评估的卡尔曼滤波算法和固定区间平滑算法,并对基于DGPS的动基座对准精度评估方案进行仿真研究,验证了该评估方案的有效性。
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