论文摘要
捷联惯导系统在地面试验环境所获得的误差模型,可能会出现不适用于机载做高动态飞行的状态。因此研究机载状态下误差模型的在线标定以获得更加可靠的误差模型,对提高惯导系统的导航精度具有重要的意义。研究惯性器件的误差模型、误差的激励方式、误差模型机载方式的验证方法,以及所需的外测方案的精度需求等相关内容,成为了误差模型机载验证仿真试验不可或缺的重要步骤。论文从挠性捷联惯导系统的组成和工作原理出发,研究了挠性惯性器件和挠性捷联惯导系统的误差模型,论证了机载验证误差模型的意义和重要性。针对挠性捷联惯导系统的误差模型,研究了使用安装方式激励误差和复杂航迹激励误差的方法,从而进行估计误差模型的参数;设计出使用空中多位置标定模型参数进行对误差模型机载验证的方法,并进行了仿真验证;之后,通过理论分析和仿真相结合的方法,验证了关于外测设备的选取方案和外测方案的精度需求,为待测误差模型参数提供了可实现的测量基准。在平台软件实现部分,深入研究了半物理仿真平台设计的总体方法以及功能结构,设计了各个模块的结构和实现方法。最后,通过使用软件集成开发环境设计和开发了各个模块和实时通讯的功能,实现了挠性捷联惯导系统误差模型机载验证半物理仿真平台。此仿真平台具有良好的人机界面、实时通讯功能、传感器仿真功能,并根据空中在线标定的相关理论,能够实时完成仿真标定机载误差模型功能。最终使得挠性捷联惯导系统误差模型机载验证的方法及其仿真平台得以实现。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 捷联惯性导航的基本原理1.2 挠性捷联惯性导航系统及其发展1.2.1 挠性捷联惯性导航系统1.2.2 挠性捷联惯性导航系统的发展1.3 挠性捷联惯性器件的主要误差及其标定方法1.3.1 挠性捷联惯性器件的主要误差1.3.2 挠性捷联惯性器件标定方法1.4 研究背景及意义1.5 论文主要内容第二章 挠性惯导系统的误差模型2.1 挠性捷联惯性器件及其误差模型2.1.1 挠性陀螺及其工作原理2.1.2 挠性陀螺的误差模型2.1.3 加速度计原理及误差模型2.2 挠性捷联惯导系统的误差模型2.2.1 挠性捷联惯导系统综合误差模型2.2.2 安装误差2.3 小结第三章 挠性捷联惯导系统误差模型的机载验证方法研究3.1 挠性捷联惯导系统误差模型的激励方法研究3.1.1 安装方式激励3.1.1.1 安装方式误差激励3.1.1.2 安装方式激励验证3.1.2 飞行轨迹激励3.1.2.1 飞行动作激励分析3.1.2.2 飞行轨迹动作设计3.2 挠性捷联惯导系统误差模型的标定方法研究3.2.1 空中多位置法标定3.2.2 空中多位置标定仿真验证3.2.2.1 仿真航迹及采样点3.2.2.2 仿真参数标定结果3.2.3 真实航迹下机载验证标定验证3.2.3.1 机载挂飞的真实航迹3.2.3.2 真实航迹的标定效果分析3.3 挠性捷联惯导系统误差模型机载验证的高精度外测方案研究3.3.1 误差模型的外测方案分析3.3.1.1 非惯性外测器件简介3.3.1.2 外测器件主要精度指标3.3.2 外测基准精度的仿真验证3.3.2.1 外测设备仿真惯性器件的原理3.3.2.2 外测设备的导航信息误差3.3.3 外测基准精度的仿真验证分析3.3.3.1 组合导航方式外测方案3.3.3.2 组合导航滤波方式仿真验证3.4 挠性捷联惯导系统误差模型机载验证的总体方案3.5 小结第四章 挠性捷联惯导系统误差模型机载验证半物理仿真平台总体方案设计4.1 构建半物理仿真平台的意义4.2 半物理仿真平台的总体构成方案4.3 半物理仿真平台中各子模块的功能4.3.1 惯性器件及外测方案模块功能4.3.1.1 挠性捷联惯性器件仿真4.3.1.2 外测方案仿真4.3.2 数据传输及导航模块功能4.3.3 监控计算机模块功能4.3.3.1 监控计算机总体功能4.3.3.2 误差模型验证功能4.4 小结第五章 挠性捷联惯导系统误差模型机载验证仿真平台的实现与应用5.1 平台开发环境简介5.2 半物理仿真平台中各传感器仿真的实现技术5.2.1 惯性器件仿真模块软件实现5.2.2 外测方案传感器软件实现5.3 半物理仿真平台中的实时通讯实现技术5.3.1 数据收发及导航模块软件实现5.3.2 模块间串口通信及数据定义实现5.3.3 多线程串口通信实现5.4 半物理仿真平台中的监控界面实现技术5.4.1 可视化操作界面5.4.2 实时数据与结果显示界面5.5 半物理仿真平台的应用5.6 小结第六章 总结与展望6.1 全文工作总结6.2 后续工作展望参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文
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