● 摘要
针对RDSS(radio determination satellite service)/SINS/MM的地面载体定位定向方案的技术主要包括惯导技术、双星/惯导组合导航技术及地图匹配技术等,论文探讨了激光捷联惯导系统的快速精对准方法、双星定位静态误差建模与双星/SINS组合导航滤波方法和地图匹配方法。捷联惯性系统在导航中的应用,一个重要的问题是其初始对准。目前捷联惯导的初始对准存在对准精度和速度不能兼顾的问题。为此,论文首先建立了捷联惯导系统的误差模型,并对系统的误差模型进行了可观测性分析,采用卡尔曼滤波方法,对姿态误差角进行了估计,给出了仿真曲线。通过对仿真结果的分析,采用一种快速估计方位失准角的扩张状态观测器方法,缩短了初始对准时间。仿真结果表明将该方法应用于激光捷联惯导系统初始对准中是有效的。采用卡尔曼滤波方法实现双星/惯导组合导航时,组合系统方程的误差模型非常关键。目前双星/惯导组合导航技术的研究多集中在对双星定位时间误差处理的研究。对那些对时间延迟不敏感的低动态载体(如地面载体),时间延迟误差的影响远不如其静态定位误差。论文通过采用平稳时间序列建模的方法为双星定位静态误差建立了一阶自回归数学模型,并将其扩充为系统状态,重新推导了相应的观测方程,对采用一阶回归误差模型与不采用该模型(仅将双星静态误差看作白噪声)两种情况进行了组合导航仿真比较。通过比较两种组合的定位结果,证明了建立双星定位静态误差精确数学模型并扩充为组合滤波系统状态是必要的和论文的建模方法是可行的。使用高精度数字地图进行地图匹配的方法能很好的修正组合导航系统输出的误差,大大提高定位精度。地图匹配的关键是准确确定载体(如车辆)的正确道路。论文在D-S证据理论单点地图匹配算法的基础上,设计了考虑历史轨迹的信任函数加权递推地图匹配算法,利用该算法进行了仿真。仿真结果表明该方法能正确确定载体的正确行驶道路,较好的解决了使用单点D-S匹配方法时,选路状态与道路跟踪状态交接班不明确,易造成路间跳跃的困难。
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