捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑制技術研究

《捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑制技術研究》是2016年6月出版的圖書，作者是練軍想。

基本介紹

• 中文名：捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑制技術研究
• 作者：練軍想
• 出版時間：2016年6月
• 出版社： 國防工業出版社
• 頁數：144 頁
• ISBN： 9787118102628
• 定價：50 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• 版次：1版1次
• 字數：166
• 中圖分類：V448.131
• 叢書名：國防科學技術大學慣性技術實驗室優秀博士學位論文叢書

內容簡介

本書針對捷聯慣性導航領域兩個方面的關鍵技術———慣性系動基座對準技術和導航誤差轉動抑制技術開展研究。主要研究工作包括以下5個方面：（1）系統研究了捷聯慣性導航慣性系對準方法。

提出了一種利用重力矢量的特徵、藉助FIR濾波器抑制高頻噪聲的慣性系對準新方法。根據空間矢量的相互關係，推導了慣性系對準精度與慣性器件誤差之間的關係式。設計了兩級抽取、分段濾波的FIR低通數字濾波器組，為抑制基座擾動提供了有效手段。研究了慣性系對準方法的快速性和大失準角條件下對準性能。與傳統對準方法的比較分析表明：慣性系對準方法具有對準速度快、適用於任意失準角，而且不損失對準精度的優越性能。（2）根據慣性系對準方法的基本原理，結合車載捷聯繫統對於機動性對準的需求，提出了利用兩次短時停車的車載行進間慣性系對準方法，分析了停車位置偏差對精度的影響。結合艦載捷聯繫統對於航行狀態下的對準需求，提出了勻速直航條件下的慣性系疊代對準方法，仿真實驗證明了該方法的可行性。（3）採用中等精度（0．01°/h）的雷射陀螺捷聯繫統進行慣性系對準實驗，方位對準精度為0．04°（1σ）。對於地面擾動環境，新方法完成對準需時200s；對於轉台搖擺、船載系泊以及艦載系泊環境，新方法實現對準的時間不超過300s。與傳統反饋控制對準方法相比，新方法在對準速度上明顯占優，而且不需要粗對準。實施了行進間對準實驗，實現了車載高精度機動對準。設計了以慣性系疊代對準作為粗對準的兩步對準方案，實現了艦載近似勻速直航狀態下的快速對準。

目錄

第1章　緒論1

1．1　引言1

1．1．1　導航技術對人類社會發展的影響1

1．1．2　慣性導航基本問題2

1．2　捷聯慣導系統初始對準與導航誤差抑制技術的發展現狀3

1．2．1　捷聯慣性導航初始對準技術的發展現狀3

1．2．2　捷聯慣性導航誤差補償與誤差抑制9

1．2．3　本書的研究動機11

1．3　本書的研究內容、組織結構與主要貢獻11

1．3．1　本書的研究內容11

1．3．2　本書的組織結構12

1．3．3　本書的主要貢獻13

第2章　捷聯慣導慣性系對準方法研究14

2．1　慣性系對準基本原理14

2．1．1　靜基座條件下的慣性系對準14

2．1．2　動基座條件下的慣性系對準15

2．2　慣性系對準誤差分析17

2．2．1　陀螺漂移誤差的影響18

2．2．2　加速度計零偏誤差的影響20

2．2．3　與傳統對準方法誤差分析的比較研究22

2．3　基座擾動對慣性系對準的影響25

2．3．1　車載環境的頻域特性25

2．3．2　艦載系泊環境的頻域特性27

2．3．3　FIR低通濾波器設計與實現28

2．4　慣性系對準快速性分析31

2．4．1　慣性系對準快速性分析31

2．4．2　反饋控制對準快速性分析32

2．4．3　最優估計對準快速性分析33

2．5　慣性系對準大失準角問題33

2．5．1　傳統對準方法中的大失準角問題33

2．5．2　慣性系對準中的大失準角問題34

2．6　本章小結34

第3章　典型環境下慣性系對準方法的套用研究36

3．1　車載行進間慣性系對準36

3．1．1　慣性系i與中間過渡坐標系m的關係37

3．1．2　中間過渡坐標系m與當前導航系n之間的關係38

3．1．3　行進間對準分析39

3．2　艦載勻速直航條件下的慣性系疊代對準42

3．2．1　勻速直航疊代對準方法42

3．2．2　勻速直航疊代對準數學仿真43

3．3　本章小結45

第4章　慣性系動基座對準實驗驗證47

4．1　擾動條件下慣性系對準實驗47

4．1．1　雙軸位置單軸速率轉台對準實驗48

4．1．2　車載對準實驗51

4．2　系泊狀態下慣性系對準實驗53

4．2．1　轉台搖擺對準實驗53

4．2．2　湖試系泊對準實驗57

4．2．3　海試系泊對準實驗59

4．3　行進間慣性系對準實驗60

4．4　艦載勻速直航條件下的對準實驗61

4．5　本章小節6

第5章　慣導系統誤差轉動抑制機理研究67

5．1　慣性器件誤差激勵的導航誤差轉動抑制機理67

5．1．1　轉動對於陀螺漂移影響的抑制67

5．1．2　轉動對於加速度計零偏影響的抑制81

5．2　標定誤差激勵的導航誤差轉動抑制機理86

5．2．1　轉動對於陀螺標定誤差影響的抑制86

5．2．2　轉動對於加速度計標定誤差影響的抑制89

5．3　各種轉動方式的比較與分析92

5．3．1　往復轉動92

5．3．2　間斷型轉動97

5．3．3　單軸、雙軸與三軸轉動101

5．3．4　轉動方式的評價準則101

5．4　本章小結102

第6章　慣導系統誤差轉動抑制實驗研究104

6．1　仿真實驗104

6．1．1　數學仿真模型104

6．1．2　陀螺漂移激勵的導航誤差仿真分析105

6．1．3　加速度計零偏激勵的導航誤差仿真分析109

6．1．4　陀螺標定誤差激勵的導航誤差仿真分析112

6．1．5　加速度計標定誤差激勵的導航誤差仿真分析113

6．1．6　往復轉動和間斷型轉動仿真分析114

6．1．7　轉動方式比較117

6．2　轉台實驗120

6．2．1　靜態實驗121

6．2．2　單向連續轉動實驗122

6．2．3　間斷型轉動實驗124

6．2．4　連續往復轉動實驗125

6．3　艦載慣性導航系統誤差抑制的實例126

6．3．1　系泊狀態下的導航誤差抑制127

6．3．2　航行狀態下的導航誤差抑制127

6．4　本章小結131

第7章　結論與展望133

7．1　主要研究結論133

7．2　研究展望134

參考文獻13