题目：惯性/天文/卫星组合导航方法研究

高精度、高实时和高可靠的导航技术是精确打击和战场目标侦察的关键技术之一。目前，任何一种单一导航手段都无法满足新一代战略武器的需求，采用惯性/天文/卫星（SINS/CNS/GNSS）组合导航，可以充分利用各导航系统的优点，取长补短，显著提高导航系统的综合性能。但是，SINS/CNS/GNSS组合导航系统结构复杂，对环境干扰敏感，以及测量信息冗余和信息融合难度大，从而严重影响了导航系统的精度、实时性和可靠性。本论文围绕以上问题，以中远程弹道导弹和长航时无人机为应用对象，研究了提高SINS/CNS/GNSS组合导航系统精度、实时性和可靠性的理论方法，并搭建了半物理仿真系统进行验证。本论文的主要创新成果如下：1、针对弹道导弹SINS/CNS组合导航系统无法直接估计速度和位置误差的问题，提出了一种基于状态转移矩阵的弹道导弹主动段速度和位置误差修正方法。利用星敏感器提供的姿态观测信息，估计出SINS初始失准角、陀螺漂移和加速度计零偏，结合主动段各时刻的状态转移矩阵，反演并修正速度和位置误差。仿真结果表明，该方法有效提高了弹载SINS/CNS组合导航系统的精度。2、针对弹道导弹主动段高动态对导航系统高实时性的要求，以及高动态导致组合导航模型非线性的问题，提出了一种基于降维模型与集成神经网络的SINS/CNS组合导航方法。基于SINS/CNS组合导航可观测度分析，得到SINS/CNS组合导航系统降维模型，并结合集成神经网络的非线性建模能力辅助组合滤波，修正组合导航系统建模误差。仿真结果表明，该方法在比UKF精度略有提高情况下，大大减小系统计算量。3、针对长航时无人机长时间飞行时，陀螺标度因数误差和安装轴不正交误差随时间变化的问题，提出了一种基于模型误差预测的SINS/CNS组合导航陀螺在线标定方法。首先建立包含陀螺标度因数误差和安装轴不正交误差的陀螺高阶模型，然后根据可观测度分析，将部分状态作为模型误差用预测滤波进行估计，提高了陀螺在线标定精度。半物理仿真结果表明，采用此方法标定后，提高了SINS/CNS组合导航系统姿态精度。4、针对长航时无人机SINS/CNS/GNSS组合导航系统长时间工作时，气流扰动和环境变化等干扰导致系统模型不确定和外部干扰噪声统计特性未知的问题，提出一种基于H2/H∞的鲁棒多目标混合滤波SINS/CNS/GNSS组合导航方法，通过极点约束保证了滤波初始阶段的收敛快速性和系统稳定性，H2性能使得导航系统误差标准差较小，H∞性能使有系统扰动情况下的导航误差被抑制在一定范围内，以此实现鲁棒多目标优化，改善了系统的综合性能。半物理仿真结果表明，采用此方法后精度优于H∞滤波。