论文摘要
现代运载体对导航系统的精度和可靠性提出了越来越高的要求,各种导航系统单独使用时难以满足导航性能需要,因此组合导航成为导航系统发展的趋势,捷联惯性导航系统(SINS)/GPS组合导航系统以其优越的性能成为现代导航系统发展的重要方向之一。首先,本文分别对全球定位系统和捷联惯性导航系统进行了具体的探讨,详细论述了它们各自系统组成、定位原理、误差模型和模型计算,并说明了两者组合的必要性。其次,本文深入研究了旋转矢量法。传统的旋转矢量解算对角速度一般采用多项式拟合,而实际中在高动态环境下用多项式拟合角速度的精度不高。从信号重构理论出发,研究了在对角速度信号进行频域连续重构的基础上进行旋转矢量解算,并对其在捷联惯性导航系统姿态矩阵实时求解中的应用进行了仿真。仿真结果表明,在高动态环境下新算法比传统算法更能有效地抑制不可交换误差,对于提高捷联惯性导航系统精度具有重要的意义。再次,为了满足组合导航仿真测试需要,在对飞行轨迹模型进行合理简化的基础上,论文提出了产生捷联惯导仿真系统测试用飞行轨迹数据的简化数学方法,并给出了SINS仿真数据的生成程序框图。最后,本文全面分析GPS定位系统与SINS导航系统的工作原理,误差模型,深入研究了速度、位置组合导航,建立了SINS/GPS组合导航系统数学模型,并进行了仿真。仿真结果表明卡尔曼滤波器能提高组合导航系统性能。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 相关技术国内外研究现状与前景1.3 研究内容及章节安排第2章 导航定位系统2.1 GPS 定位系统2.1.1 GPS 定位系统的组成及其坐标系统2.1.2 GPS 定位系统工作原理2.1.3 GPS 定位系统误差分析2.2 SINS 导航系统2.2.1 捷联惯性导航系统常用坐标2.2.2 捷联惯性导航系统的基本方程—比力方程2.2.3 捷联惯性导航系统的力学编排2.2.4 惯性元件的误差2.2.5 捷联惯性导航系统误差方程2.3 本章小结第3章 基于信号频域重构的SINS 姿态算法3.1 信号重构3.1.1 基于离散傅立叶变换的连续信号重构3.1.2 基于离散傅立叶变换的连续信号重构误差分析3.1.3 基于离散傅立叶变换的连续信号重构误差补偿方法3.2 基于角速度频域重构的旋转矢量求解3.2.1 四元数与旋转矢量的关系3.2.2 旋转矢量微分方程的推导3.2.3 角增量与角速度之间的频谱转换3.2.4 旋转矢量解算3.2.5 仿真环境以及仿真结果3.3 本章小结第4章 飞行轨迹数据生成与惯性器件仿真建模4.1 飞行轨迹数据的生成4.1.1 飞行轨迹数学模型4.1.2 飞行姿态数据生成算法4.1.3 航迹数据生成算法4.2 惯性器件仿真模型4.2.1 陀螺仪仿真器模型4.2.2 加速度计仿真器模型4.3 本章总结第5章 卡尔曼滤波及其在组合导航系统中的应用5.1 SINS/GPS 组合方式5.1.1 松散组合5.1.2 紧密组合5.2 SINS/GPS 组合导航系统模型5.2.1 状态和向量的选取5.2.2 状态方程5.2.3 量测方程5.3 离散卡尔曼滤波技术5.3.1 离散型的卡尔曼滤波方程5.3.2 SINS/GPS 组合导航仿真条件设置和仿真结果分析5.4 本章小结结论参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢
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标签：组合导航系统论文; 信号重构论文; 频域论文; 卡尔曼滤波器论文;
