● 摘要
根据实际工程的需求，本课题针对直升机用光纤捷联航姿系统（SARHS）设计过程中的关键技术进行研究，满足直升机、无人机、民机等对航姿系统的性能要求。本课题对以下方面进行了研究：
（1）提出了直升机用光纤捷联航姿系统的设计方案，该航姿系统无需磁传感器的辅助就能进行自对准，不仅能够为直升机提供高品质的航向、水平姿态信息，同时还具有短时导航能力，可作为直升机主惯导的备份。
（2）设计基于FPGA+DSP的双架构导航计算机，FPGA实现航姿系统的外部接口功能，DSP完成导航解算、器件补偿等复杂计算。
（3）研究航姿系统的初始对准技术，通过分析和对比解析式对准、惯性系对准两种粗对准方法以及罗经对准法、卡尔曼滤波对准两种精对准方法的优缺点，将惯性系粗对准加入到常规罗经对准方案；仿真实验和转台验证实验表明，改进方案提高了扰动基座下系统的姿态跟踪性能，缩短了对准时间。
（4）针对直升机存在较强振动的问题，进行了自适应组合导航算法的研究。首先，推导SINS/GPS组合导航的误差模型；然后，通过研究Sage-Husa自适应算法和强跟踪自适应算法提出了一种基于简化的Sage-Husa滤波器和强跟踪滤波器的交互式多模型自适应算法，解决了滤波器稳定性差、滤波后精度降低等问题；最后，通过模拟直升机的飞行轨迹特性设计了仿真实验。
（5）利用真实的直升机机载实验数据进行常规卡尔曼滤波组合导航算法、简化的Sage-Husa自适应算法、强跟踪自适应算法和改进的组合导航算法的对比实验；机载验证实验结果表明，改进算法克服了两种自适应算法单独使用时的缺点，提高了系统的稳定性，并且滤波精度得以提升。