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舰船捷联惯导系统综合校正技术研究
| 论文题名： | 舰船捷联惯导系统综合校正技术研究 |
| 关键词： | 舰船捷联惯导系统;综合校正;误差模型;导航精度 |
| 摘要： | 惯性导航是一项被广泛运用于国防各个领域中的一门关键性技术，这项技术在导航领域内也拥有举足轻重的地位。它的隐蔽性极强，在系统工作的过程中，不会向外界发出任何容易被他人捕获的信号;其次它能够独立自主地进行工作，提供载体位置、速度和姿态信息。然而捷联惯导系统的导航误差会随使用时间的延长而发散，舰船在海面上航行，当出现长期无法接收外部信息的情况时，捷联惯导系统这种随时间积累的误差会使惯导系统在一定时间后解算结果变得不可用。为了保证捷联惯导系统输出导航信息的精确度，人们常利用组合导航的方式对系统位置、速度和方位参数进行重调。这种方法在一定程度上确实能够有效提高捷联惯导系统的精度，但是除了导航参数误差捷联惯导系统还存在其他误差源。主要误差源是来自惯性器件的误差，其中陀螺漂移在器件误差中对捷联惯导系统精度的影响最为明显，因此需要对其进行测定并加以补偿。这种通过补偿陀螺漂移来抑制误差发散，并对系统进行重调的技术被称为综合校正。 本文首先对捷联惯导系统的基础理论知识和的基本原理进行了详细阐述。针对捷联惯导系统中因陀螺常值漂移引起的导航信息误差发散现象进行了系统仿真，直观展现了陀螺常值漂移对捷联惯导系统的精确度产生的影响，从而引出对系统进行综合校正的必要性。针对广泛应用于船舶、舰艇的捷联惯导系统建立系统误差模型、设计综合校正方案;采取不同的运动状态对捷联惯导系统各状态量进行可观测性分析，将可观测性结果进行分析比对，选取滤波器合适的工作条件，以提高滤波器的估计速度和估计精度;考虑到Kalman滤波器在实际工程中会发生滤波发散，设计了Sage-Husa自适应滤波器，并对其进行改进简化，使得滤波器能较好地适应噪声变化;为了进一步提高滤波器的估计精度，加入固定区间最优平滑滤波器，提高估计准确度;引入外部位置、速度信息，利用滤波器对陀螺漂移进行估计补偿，同时进行系统速度、位置和方位重调等实现对捷联惯导系统的综合校正。 经过仿真实验和车载实验分析可知:捷联惯导系统采用综合校正方案相较于未施加校正环节的捷联惯导系统，其导航精度有明显提升。 |
| 作者： | 袁纵 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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