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挠性陀螺捷联式惯性导航系统实验研究
| 论文题名： | 挠性陀螺捷联式惯性导航系统实验研究 |
| 关键词： | 捷联式惯性导航系统;挠性陀螺仪;惯性测量组合;导航算法 |
| 摘要： | 在当今导航系统要求成本低、体积小、重量轻、高精度以及高可靠性的前提下，捷联式惯性导航系统已经越来越多地应用在航空、航天、航海及陆地导航系统和制导系统中，并且GPS/惯性组合已成为今后导航系统的发展方向。本文利用现有的中等精度挠性陀螺仪和加速度计，以建立捷联式惯性导航系统试验样机为目的，与课题组其他成员合作，实现了GPS与惯性导航系统的组合。 本文在研究了各种姿态算法和初始对准算法之后，选择四元数数值积分法作为本文的姿态更新算法；利用重力场中加速度计的输出进行姿态角初始对准，并根据二自由度陀螺寻北仪的原理进行航向角初始对准。 试验中设计了载体运动航迹仿真器，模拟了惯性测量组合的输出，在此基础上进行了捷联式惯性导航系统的计算机仿真，以验证导航算法的正确性。 本文利用实验室现有的测试设备和手段，依据航天工业部关于“陀螺的主要精度指标和测试方法”部标准，对系统中使用的挠性陀螺仪进行了八位置试验，建立了它们的静态误差模型，同时进行了陀螺仪长时间漂移测试，根据测试结果估计出了陀螺仪的精度和输出稳定性。 捷联式惯性导航系统的实验研究是本文的重点，包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计完成了惯性测量组合的安装、测试、电路连接及其输出信号的计算机采集，其中数据采集功能通过使用研华科技公司的PCL—816来完成。软件设计按照模块化设计原则，首先将姿态算法、速度算法、位置算法、初始对准、数据采集、数据预处理及导航信息显示等功能模块化，然后将这些模块有机地结合起来，组成一个导航软件。该软件采用C语言编写，并运行于DOS环境下，因此速度快，效率高。 最后进行了系统联调。多次试验结果表明，样机在原理上实现了捷联式惯性导航系统的功能，论文达到了预期目的。 |
| 作者： | 王俊璞 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 金志华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2002 |
| 正文语种： | 中文 |
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