题目：旋转调制式捷联惯导系统研究

在惯性导航系统中引入旋转调制技术，一方面可以抑制陀螺漂移和加计零偏的影响从而提高系统性能，另一方面可放松对惯性器件性能的要求从而降低系统成本，因此有重要的研究价值和广阔的应用前景。针对旋转调制式捷联惯导进行了误差分析，指出常值和缓慢变化的陀螺漂移和加计零偏可被很好的调制，而与g相关陀螺漂移、刻度系数误差、大部分安装误差、初始对准误差等都不受调制作用，旋转控制误差和载体运动会影响旋转调制的效果，而周期变化的误差经调制后反而会整流出常值误差；在此基础上，从安装方式、旋转轴个数、旋转方向、旋转的级别以及旋转的形式等五个方面出发，比较研究各种不同系统方案，提出了新的双轴、连续正反旋转调制的技术方案。围绕这一方案，通过器件选型、机械设计、电路设计以及安装调试等一系列工作，完成了样机的硬件研制；重点设计了旋转控制系统，采用PID控制器进行匀速旋转阶段的控制，旋转角误差小于10″；提出提前加反向力矩的控制方法，在10ms内完成旋转换向，超调角小于40″。分析了影响系统精度的主要安装误差参数，设计了相应的方法进行标定，结果满足精度要求。设计了IMU数据预处理算法，把原始数据转换为机体坐标系的比力和角速度；设计了导航算法，选择三子样法进行姿态和速度更新计算；设计了导航软件流程。研究了系统的初始对准。原理验证试验表明，旋转调制下，利用漂移为0.1°/h的陀螺在4min内可实现1′的对准精度；设计了计算罗经法对准和kalman滤波对准方法，对准精度与原理验证试验结果一致；基于计算罗经法模型分析了旋转调制对初始对准的作用，指出正反旋转调制可使得水平陀螺漂移与加计零偏都能被估计出来，而单向旋转是做不到的；提出新的导航信息编排方式和对准模型，可使所有陀螺漂移、加计零偏都能被估计出来。进行了导航试验来评测原理样机的性能，试验结果表明，使用漂移为0.1°/h的陀螺，静基座导航精度约为0.2n mile/h（CEP），车载试验定位精度可达1.1n mile/h（CEP）；相对于使用相同惯性器件的一般惯导系统，原理样机的精度提高了近10倍；验证了本文提出的技术方案的优越性。