● 摘要
惯导系统的初始对准是影响系统精度和系统准备时间的一项关键技术。现有罗经法初始对准存在对惯性器件精度要求高、对准准备时间长的不足。传统光学传递初始对准步骤繁琐、操作程序复杂耗时间长，同样难以实现快速的初始对准。针对这一问题，论文提出基于光学瞄准的惯导系统对准新途径，方法用光学测量载体的位置、航向，并将此其传递给惯导系统完成初始对准。方法中光学瞄准的载体位置、航向测量方案精度高、用时短、应用效率高（同时服务于多套系统），此外区别于传统光学传递对准，方法预先对光电测量系统与惯导系统间固定的安装偏角进行标定，应用时实现光学测量航向的直接传递，因此方法整体具有精度高、用时短、效率高的特点，可以大大提高惯导系统初始对准的速度和精度。方法包括基于光学瞄准的载体位置、姿态、航向快速测量方法与惯性导航系统/光电测量系统测量坐标系间安装偏角标定方法两大关键技术。论文提出了基于空间立体三点光学瞄准的载体位置、姿态、高度解算方法，解决了前期课题——基于平面三点光学瞄准的载体快速定位定向方法姿态耦合误差大的问题，改进载体姿态（横滚、俯仰）、高度解算方法，通过迭代算法消除前期方法中载体姿态引起的耦合误差，大大提高算法精度。论文详细阐述了算法原理，讨论了新方法相对前期研究的改进，并对其进行了仿真研究和实验研究。论文以北航导航与惯性技术实验室导航综合实验车为研究环境，进行车载捷联惯导系统、车载光电测量系统间测量坐标系安装偏角标定技术的研究。论文建立了安装偏角标定数学模型，提出了测量坐标系间安装偏角的标定实验方法，并进行了实验研究。实验结果验证论文提出的基于光学瞄准的惯导系统对准新方法具有精度高、操作简单、用时短的特点，便于实现惯导系统高精度快速初始对准，具有重要的军事意义和广阔应用前景。