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船用捷联系统传递对准方法及实验研究
| 论文题名： | 船用捷联系统传递对准方法及实验研究 |
| 关键词： | 捷联系统;传递对准;方法及;姿态匹配;姿态误差;匹配方法;误差方程;速度匹配;仿真实验;扩展卡尔曼滤波;速度误差;试验;杆臂效应;船体变形;动基座初始对准;有效性;小角度;失准角;匹配对;捷联惯性系统 |
| 摘要： | 传递对准是一种快速的动基座初始对准，利用高精度的主惯导来对准子惯导，在机载武器和各种导弹中的技术比较成熟，但在船用方面的研究主要处于理论阶段，尚有许多待解决的问题，本文根据船用惯导特点和基座运动规律，开展船用惯导传递对准的研究。 首先，从误差传播机理出发，推导捷联惯导系统对准的惯导基本方程、速度误差方程、位置误差方程、姿态误差方程和惯性器件的误差模型，并详细介绍了卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波。以小角度的失准角和小角度的安装误差角作为研究对象，详细推导了速度匹配、姿态匹配、速度加姿态匹配三种传递对准匹配方法的滤波模型，分别在摇摆状态和匀速直航状态两种典型运动状态下进行仿真分析，对比三种匹配方法的对准效果，仿真实验证明速度加姿态匹配的对准精度最好且对准速度最快。 之后，研究了杆臂效应和船体变形的原理，从实际技术可行性和有效性出发，研究介绍了船体变形的光学测量方法。分别以速度匹配和速度加姿态匹配为例，对杆臂效应和挠曲变形进行了建模补偿。对主惯导的速度误差和主惯导姿态误差对传递对准速度加姿态匹配对准的影响进行了仿真研究，仿真实验证明主惯导姿态误差对速度加姿态匹配对准的影响比较严重，主惯导姿态误差达到0.001rad时失准角的估计就已经失真。 最后，根据实验室现有的设备条件和自研光纤捷联惯性系统的综合性能，设计了速度匹配、姿态匹配和速度加姿态匹配三种匹配方法的半实物验证试验，分别进行了摇摆实验、江上系泊实验和江上匀速直航实验，根据试验数据分析可以看出，速度加姿态匹配每组试验的对准结果都是三种匹配方法中效果最好的。试验取得了比较满意的效果，验证了三种匹配方法的有效性。 |
| 作者： | 吕玉红 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 孙枫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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