初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準算法研究.pdf

1、捷聯(lián)慣性導航初始對準是潛航器關鍵技術之一，快速性和精確性是其重要的性能指標，直接影響潛航器自主導航的性能。本文針對多潛航器連續(xù)快速布放需求，提出初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準算法，120s內(nèi)實現(xiàn)快速對準，航向角誤差小于0.1°，對準結束后1h純慣導解算位置誤差小于1海里。潛航器慣導系統(tǒng)只在對準初始時刻由移動基準慣導提供準確的方位信息和概略的水平姿態(tài)信息，布放入水后以初始時刻水平姿態(tài)誤差和當前速度誤差為濾波狀態(tài)，以不同輔助信息為觀測

2、量，通過卡爾曼濾波進行慣性系下的航行中對準。
　　論文主要研究工作如下：
　?。?）研究分析了潛航器已有對準算法，主要分為不同輔助條件下潛航器自對準算法和“速度+姿態(tài)”匹配傳遞對準算法，其中自對準算法又分為有回溯情況和無回溯情況。實驗表明已有算法存在對準時間長、陀螺精度不高時方位精度低、在提供初始方位信息下仍不能快速收斂等問題，難以滿足實際背景意義下快速布放的需求；
　?。?）根據(jù)應用需求并考慮快速性、精確度、適用于不

3、同精度器件以及在不同運動條件下實現(xiàn)對準的算法設計目標，提出了初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準算法。推導了多普勒速度信息、GNSS信息輔助下潛航器快速傳遞對準算法濾波模型和相應的導航解算算法，包括慣導姿態(tài)更新、速度更新以及位置更新；
　?。?）針對所提出算法分別進行了初始水平誤差角裕度分析、濾波模型可觀測度、收斂快速性分析以及不同器件精度條件下算法適用性仿真分析，結果表明該算法能夠完成實現(xiàn)算法的設計目標；
　?。?）利用潛