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捷联惯导系统标定与初始对准技术研究
| 论文题名： | 捷联惯导系统标定与初始对准技术研究 |
| 关键词： | 捷联惯导系统;分立式标定;初始对准技术;卡尔曼滤波算法 |
| 摘要： | 随着惯性导航技术的提高，船用捷联惯导技术也得到了迅猛发展，为了适应目前船舰导航精度的要求，本文以实验室自研制的捷联惯导系统为研究背景，对捷联惯导系统的标定技术和系泊状态下的初始对准技术展开了深入的研究。研究工作主要包括如下几个方面： 1、首先定义捷联惯导系统的常用坐标系和符号变量，简述捷联惯导系统的工作原理，分析了系统的误差源，推导了系统的误差方程，并介绍了卡尔曼滤波原理。 2、介绍了分立式标定方法的原理，推导了惯性器件的数学模型，并根据数学模型，得到惯性器件误差与导航参数误差之间的关系。设计了分立式标定的三轴转台试验，详细的列明了各项试验步骤，对陀螺仪和加速度计实现标定。分析惯性器件误差对捷联惯导系统导航精度的影响，最后，分析了分立式标定存在的一些不足之处，提出了系统级标定的方法。 3、介绍了传统的系统级标定方法，并分析其局限所在。在传统的系统级标定的基础上，对系统级标定技术进行理论分析，提出了一种新的标定方案，即将陀螺仪和加速度计分开，分别建立陀螺仪和加速度计的系统误差模型，并分别设计相应的滤波器，然后，以高精度的三轴转台设计适合的标定路径，对系统级标定进行转台试验。利用静基座下准确的位置信息和高精度三轴转台提高的姿态信息，以姿态误差和速度误差作为观测量，分别对陀螺仪和加速度计各项误差参数进行独立标定，最后，应用卡尔曼滤波算法对测试数据进行处理，完成仿真验证。 4、针对捷联惯导系统粗对准过程，简单介绍了几种常用粗对准方法的基本原理和适用环境。详细推导惯性系下粗对准的计算流程。概述了惯性器件误差与对准精度的关系，对船舶在大幅度晃动基座环境下，给出了惯性系下应用卡尔曼滤波试验的精对准。 |
| 作者： | 徐青杰 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 黄卫权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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