船用光纖捷聯(lián)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、傳遞對(duì)準(zhǔn)是一種動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn),它利用高精度的主慣導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)校準(zhǔn)未對(duì)準(zhǔn)好的子慣導(dǎo)系統(tǒng)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,要求武器系統(tǒng)有快速的反應(yīng)能力和精確的打擊能力,因此能快速而且準(zhǔn)確的對(duì)武器系統(tǒng)的慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行傳遞對(duì)準(zhǔn),已經(jīng)成為了武器裝備中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本文根據(jù)艦船環(huán)境下的特點(diǎn),針對(duì)船用光纖捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　 首先,根據(jù)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理給出了捷聯(lián)系統(tǒng)的比力方程和捷聯(lián)矩陣微分方程,分析慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要誤差源并建立了慣性器件誤差

2、模型,然后在比力方程和微分方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了速度誤差方程和姿態(tài)誤差方程。在主、子慣導(dǎo)系統(tǒng)之間的失準(zhǔn)角為小角度的條件下,分別推導(dǎo)了速度匹配、姿態(tài)匹配以及速度加姿態(tài)匹配三種傳遞對(duì)準(zhǔn)常用匹配方式的微分方程并建立了卡爾曼濾波模型。根據(jù)艦船的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),選取艦船常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)方式作為仿真條件,對(duì)傳遞對(duì)準(zhǔn)三種匹配方法進(jìn)行仿真研究。從仿真結(jié)果中可以得出艦船在系泊狀態(tài)下速度匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)的效果最好;艦船在搖擺狀態(tài)下,姿態(tài)匹配和速度加姿態(tài)匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)都能快速而準(zhǔn)

3、確的估計(jì)出安裝誤差角;當(dāng)艦船有線運(yùn)動(dòng)和加速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)速度匹配和速度加姿態(tài)匹配的對(duì)準(zhǔn)效果有所提高,對(duì)于姿態(tài)匹配沒(méi)有太大的影響。
　　 其次,研究了影響傳遞對(duì)準(zhǔn)精度的因素,并著重對(duì)桿臂效應(yīng)誤差和慣性器件測(cè)量誤差進(jìn)行研究。分析了桿臂效應(yīng)誤差產(chǎn)生的機(jī)理,建立了桿臂效應(yīng)誤差模型。在速度匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上考慮桿臂誤差項(xiàng),建立狀態(tài)方程并將桿臂長(zhǎng)度作為狀態(tài)變量,通過(guò)卡爾曼濾波將桿臂長(zhǎng)度估計(jì)出來(lái),然后在桿臂長(zhǎng)度已知的條件下利用計(jì)算補(bǔ)償方法有效地

4、提高了對(duì)準(zhǔn)精度。之后研究了慣性測(cè)量組件的測(cè)量誤差在傳遞對(duì)準(zhǔn)中的影響,通過(guò)仿真證實(shí)子慣導(dǎo)系統(tǒng)中的陀螺和加速度計(jì)誤差都會(huì)對(duì)傳遞對(duì)準(zhǔn)精度產(chǎn)生影響,其中陀螺相對(duì)于加速度計(jì)對(duì)于對(duì)準(zhǔn)精度的影響更嚴(yán)重一些。當(dāng)陀螺的標(biāo)度因數(shù)誤差和安裝誤差達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)引起較大的失準(zhǔn)角誤差,所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要對(duì)子慣導(dǎo)的器件誤差進(jìn)行補(bǔ)償,從而提高對(duì)準(zhǔn)精度。
　　 最后,利用實(shí)驗(yàn)室自研的光纖捷聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)施海上航行試驗(yàn),分別在系泊狀態(tài)和直航狀態(tài)下,采用姿態(tài)匹配