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题目:舰载捷联惯导动基座对准技术研究

关键词:初始对准;可观测性分析;卡尔曼滤波;杆臂效应;低通滤波器

  摘要

惯性导航系统在进入工作之前必须进行初始对准,初始对准作为惯性导航系统的关键技术之一,其精度直接影响着系统的导航精度,在最短的时间内获得最高的对准精度一直是广大学者不断探索的目标。舰船在系泊状态下会因风浪影响而晃动,因此舰载惯导系统的初始对准问题属于动基座初始对准。随着现代战争的复杂化和高科技化,对动基座对准技术有了更多的需求,在摇摆状态下对惯导系统进行对准,仍有许多关键技术需要解决。如何克服各种干扰,实现准确快速的对准是对准技术的难点所在,也是本文的研究重点所在。本文的主要工作包括:一、详细推导舰载惯导系统系泊状态下的线性误差方程和非线性误差方程;建立了海浪,舰船扰动模型;分析了摇摆基座下惯导的杆臂效应,并用两种方法对杆臂误差进行补偿;探讨了常规卡尔曼滤波,自适应滤波在线性误差模型下应用的效果。二、提出了奇异值分解的改进方法,利用分段线性定常系统理论和改进的奇异值分解方法对惯导系统在摇摆基座、静基座情况下的可观测性进行了详细的分析,为后面的研究奠定了基础。另外,采用了一种基于达到稳态的水平误差角解算方位误差角的快速对准方法,仿真结果表明,这种方法可以有效提高对准速度。三、用蒙特卡洛方法对舰载惯导系泊状态下初始对准精度进行了分析。考虑所有误差源,给出了单误差源和合误差源的精度统计结果。四、设计了一种系泊状态下自对准方法并进行了仿真验证。五、在VC++6.0编译环境下实现舰载惯导系统动基座对准仿真平台的设计。