捷聯(lián)慣導(dǎo)與組合導(dǎo)航系統(tǒng)高精度初始對準技術(shù)研究.pdf

1、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種重要的機載導(dǎo)航設(shè)備，在軍民用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文圍繞捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的初始對準關(guān)鍵技術(shù)展開研究，目的在于充分利用慣性傳感器以及機載其他導(dǎo)航系統(tǒng)的信息，提高捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始姿態(tài)精度，增強系統(tǒng)的導(dǎo)航定位性能。
　　 本文苜先針對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動基座高精度初始對準技術(shù)進行了研究。深入研究了旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航算法、誤差模型以及結(jié)構(gòu)設(shè)計改進方案，提出了基于轉(zhuǎn)動基座的初始對準方法。通過基于譜條件數(shù)的可觀

2、測度分析證明了該對準方法具有較高的可觀測度。在此基礎(chǔ)上進行了全面的數(shù)字仿真驗證，通過與常規(guī)初始對準算法的對比分析，證明了將該對準方法應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)，其濾波精度和實時性均具有優(yōu)越性．
　　 為了提高慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)在高速、高機動環(huán)境下的姿態(tài)解算精度，本文圍繞組合導(dǎo)航系統(tǒng)的空中快速對準進行了深入研究。針對實際應(yīng)用環(huán)境，提山了基于慣性比力方程與GPS信息的組合導(dǎo)航系統(tǒng)快速對準方法，建立了快速對準仿真驗證平臺，通過數(shù)字仿真驗證了方

3、法的有效性。進一步研究了基于ARIMA模型濾波的信息消噪算法以及遺傳-牛頓算法的對準改進方法，以提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信息的信噪比與姿態(tài)解算實時性，通過實測數(shù)據(jù)的半物理仿真驗證，證明了該快速對準方法可在實際飛行的常規(guī)機動下實現(xiàn)，且具有解算速度快、精度較高、實用性好的優(yōu)點，對于高速、高動態(tài)下組合導(dǎo)航系統(tǒng)的空中啟動、故障重啟等具有重要的工程意義。
　　 針對精確制導(dǎo)武器與瞄準吊艙系統(tǒng)等應(yīng)用背景，本文研究了一種“比力積分/角速度匹配”傳遞對

4、準方法，該方法利用主、子慣導(dǎo)間的比力差積分暈與角速度之差作為觀測量，實時估計并補償子慣導(dǎo)平臺誤差角．在此基礎(chǔ)上，研制了傳遞對準數(shù)字仿真驗證平臺，通過仿真驗證了器件精度對對準性能影響的理論分析結(jié)果．為滿足瞄準吊艙系統(tǒng)的對準需求，研究并驗證了低速方位機動與起飛爬升狀態(tài)下傳遞對準方法的性能，仿真結(jié)果表明，對準精度與實時性均可滿足該條件下的性能指標要求，具有重要的工程實用價值。
　　 最后，本文設(shè)計并實現(xiàn)了傳遞對準半物理仿真平臺，將上述

5、重要算法成功應(yīng)用在該半物理仿真平臺中。通過大量的動靜態(tài)試驗，驗證了硬件的可靠性和算法的有效性。試驗結(jié)果表明，一方面，半物理仿真平臺的對準性能與數(shù)字仿真平臺具有高度的一致性，對準算法在DSP微型導(dǎo)航計算機上具有良好的適應(yīng)性；另一方面，設(shè)計的半物理仿真平臺各模塊工作正常，可靠性好。此外，論文還針對實際應(yīng)用中主、子慣導(dǎo)信息的時間不同步情況，分析了信息延時對傳遞對準性能的影響，提出了相應(yīng)的信息延時補償方法并驗證了其性能，為進一步開展試飛試驗和型