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船用捷联惯导系统海上对准技术研究
| 论文题名： | 船用捷联惯导系统海上对准技术研究 |
| 关键词： | 船用捷联惯导系统;海上对准;水平姿态角;姿态误差 |
| 摘要： | 初始对准的精度对后续导航系统性能影响很大，因此对准问题的研究一直是人们关注的焦点。导航系统的对准工作可以在多种情况下进行，比如完全静态的条件下，系泊状态下，或是在海上行驶过程中。其中，系泊状态时载体姿态会有一定程度的摆动，位置速度也随着飘荡有较小的改变，而最困难的是在海上复杂的环境条件下完成对准。对于在海上进行对准的捷联惯性导航系统来说，由于风浪等因素对载体的干扰，速度位置在不断改变，使得对准的难度大大增加。本文主要研究的是海上对准，目标是在十到十五分钟之内完成对准任务，得到可以用于导航的初始状态信息。 首先本文提出采用速度位置积分的方法进行海上粗对准，并在对准算法设计中结合了一种优化的对准方法。此方法可以利用GPS等外部辅助的速度位置信息，结合惯性器件输出的加速度和角速度信息进行不断的更新计算，得到载体的姿态信息。该方法因其积分的特性，使其在较大的内部和外部干扰下，还能有较高的精度和很好的稳定性。文中设置了与海上相似的条件进行了仿真验证，结果表明其对准的水平姿态角几分钟之内可以到达几十角秒的精度，最难得到的航向角的精度也达到十角分的精度。 在粗对准后，此时载体的失准角较小，精对准选择应用线性的卡尔曼滤波方法，来进一步提高对准信息的精度。文中建立了线性的卡尔曼滤波状态方程，量测方程，并把外部的位置和速度信息作为观测量。通过最后的仿真验证，估计出载体的姿态误差角及陀螺漂移误差，为后面章节真实数据的验证奠定了基础。 最后进行真实数据的验证，但由于试验条件的限制，最后只利用了车载试验数据进行了粗对准和精对准的验证工作。文中先通过真实数据进行粗对准的验证，分析粗对准结果，选择了合适的粗对准时间，然后利用精对准对姿态做进一步的估计并反馈进入系统，纠正了姿态误差。通过车载实验数据分析结果可知，文中的对准方法在实际中比较具有实用性。 |
| 作者： | 王少毅 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 黄卫权;孟超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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