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高动态条件下捷联惯导动基座传递对准并行算法研究
| 论文题名： | 高动态条件下捷联惯导动基座传递对准并行算法研究 |
| 关键词： | 捷联惯导;动基座;传递对准;并行算法 |
| 摘要： | 动基座传递对准是一种利用主惯导系统的导航解算信息，在对子惯导系统进行一次传递，装订解算初值后，通过一定的信息匹配方法(速度匹配、位置匹配、姿态匹配等)估计并校正子惯导导航解算误差，从而达到子惯导系统初始对准目的的捷联惯导系统对准技术。 初始对准误差是高动态情况下惯性导航误差的主要误差来源之一。提高初始对准精度的一种可行的方法是提高其解算速率，本文针对高动态环境下进行传递对准时，由于导航计算机计算能力不足导致的导航精度难以提高的问题，利用FPGA的并行实现能力，设计了一套捷联惯导并行传递对准算法。 本文对传递对准的原理进行了阐述，就传递对准原理、匹配方法及对准滤波估计方法展开了讨论，分析了初始对准误差对导航解算精度的影响，并给出了相关的传递对准仿真实验；设计了一种传递对准算法的并行导航解算算法，分析表明该并行算法可将大幅提高航解算的解算频率；设计了一种并行导航解算算的FPGA实现架构；给出了一种基于FPGA的速度加姿态传递对准卡尔曼滤波算法的脉动阵列设计；最后，通过对并行传递对准算法的FPGA实现和分析，验证了该方法的正确性和有效性。 本文的主要创新点包括： (1)提出了一种捷联式惯导系统导航解算的并行解算算法，使导航解算算法适用于高动态情况下的高速解算需求； (2)提出了一种并行捷联惯导导航解算算法的FPGA实现框架设计，并在Xilinx Virtex5 FPGA上实现这一设计； (3)采用法捷耶夫算法和脉动阵列技术，通过矩阵补齐方法，设计了一种基于FPGA的一维脉动阵列结构来实现传递对准中的卡尔曼滤波器，提高了卡尔曼滤波器的解算速度，同时降低了其FPGA实现时的资源消耗。 |
| 作者： | 林灿龙 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 吴铁军;马龙华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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