角速率輔助慣導系統(tǒng)傳遞對準及精度評估方法研究.pdf

1、傳遞對準是一種捷聯(lián)慣導系統(tǒng)動基座快速初始對準技術(shù)，將主、子慣導間導航信息的差值輸入濾波器進行濾波，從而完成快速初始對準。傳統(tǒng)的Kalman濾波技術(shù)由于受到艦船撓曲變形等帶來的有色噪聲干擾作用而性能降低或發(fā)散，H∞濾波器具有很好的魯棒性，能夠保證濾波器在最壞條情況的可用性，很好地解決了有色噪聲干擾問題。由于受到主慣導系統(tǒng)慣性器件誤差干擾、艦船撓曲變形、桿臂效應(yīng)、機動性能等的影響，使得對準存在一定的誤差，從而直接影響了艦載武器的作戰(zhàn)性能。為

2、了能夠精確評估對準結(jié)束時刻子慣導存在的對準誤差，促進了傳遞對準精度評估技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。這對于評價傳遞對準方案的優(yōu)劣、提高艦載武器的作戰(zhàn)性能具有重要的現(xiàn)實意義。如何改進傳遞對準精度評估算法，提高評估精度成為了一項重要研究課題。
　　本文的研究對象為艦載武器子慣導系統(tǒng)，建立了常用傳遞對準匹配法方法的數(shù)學模型，對比分析了經(jīng)典的“速度+姿態(tài)”和“速度+角速率”兩種匹配方法傳遞對準算法。針對角速率受艦船撓曲變形干擾影響較大的問題，設(shè)計完成

3、了基于H∞次優(yōu)濾波器的“速度+角速率”傳遞對準算法，并進行了仿真分析，仿真結(jié)果表明了該算法的可行性。
　　對傳遞對準精度評估中的Kalman固定點平滑和Kalman固定區(qū)間平滑兩種算法進行了理論分析，仿真分析了傳統(tǒng)基于DGPS系統(tǒng)的傳遞對準精度評估算法。仿真結(jié)果表明，傳統(tǒng)算法對于艦船等機動性能較弱載體航向失準角的估計精度不高。針對航向失準角可觀測度低，估計效果不佳的問題，引入主慣導角速率信息輔助DGPS系統(tǒng)，構(gòu)造“速度+位置+角速

4、率”匹配方法，從而增大了對航向失準角的可觀測度。有效降低了傳統(tǒng)的基于DGPS系統(tǒng)的“速度+位置”匹配法傳遞對準精度評估算法對載體機動性的要求。然而，由于引入了主慣導系統(tǒng)的角速率信息，使精度評估比較容易受到艦船撓曲變形等的干擾，降低了評估精度。為了解決這一問題，借鑒傳遞對準領(lǐng)域中角速率雙積分匹配法，設(shè)計完成了引入主慣導角速率雙積分信息輔助DGPS系統(tǒng)的傳遞對準精度評估算法，并進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，該算法既能降低對艦船等弱機動性能載