光纖陀螺SINS-北斗重力測量技術(shù)研究.pdf

1、捷聯(lián)慣導海洋/航空重力測量相比于受地形環(huán)境限制、測量范圍較小、速度慢的傳統(tǒng)地面相對絕對重力儀重力測量而具有測量范圍幅度廣闊、測量速度快、經(jīng)濟成本較低等優(yōu)點，近些年一直是重力測量領(lǐng)域研究的熱點。同時隨著光纖陀螺和高精度加速度計的發(fā)展，捷聯(lián)慣導算法的成熟應用，此外中國北斗二代系統(tǒng)區(qū)域化健全的導航服務(wù)功能為光纖陀螺SINS/北斗系統(tǒng)重力測量提供了重要組成系統(tǒng)。
　　本文根據(jù)建立在經(jīng)典慣導方程上的捷聯(lián)慣導重力測量模型，詳細分析探討了捷聯(lián)慣

2、導海洋/航空重力測量技術(shù)。首先介紹了捷聯(lián)慣導重力測量中常用坐標系，然后詳細推導了重力測量模型表達式。在模型基礎(chǔ)上，分別介紹了SINS和北斗系統(tǒng)所需測量參數(shù)，根據(jù)重力測量的精度分析了對應的所需光纖陀螺SINS和北斗系統(tǒng)精度，以及介紹了非線性跟蹤微分器在處理外桿臂中的應用。隨后，簡要介紹了北斗系統(tǒng)靜態(tài)位置觀測結(jié)果，并與GPS觀測結(jié)果作了對比；另外介紹了載波相位觀測量，詳細討論了北斗系統(tǒng)載波相位解算載體速度和加速度方法，以及根據(jù)星歷信息解算北

3、斗系統(tǒng)GEO衛(wèi)星、MEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星速度和加速度方法。同時介紹了載波相位中用戶接收機單差和衛(wèi)星星間單差測量速度和加速度的計算表達式，為載波相位精確測量載體速度和加速度奠定了堅實的基礎(chǔ)。其次，分析了SINS誤差，建立了SINS誤差模型和北斗系統(tǒng)誤差模型。針對光纖陀螺SINS誤差隨時間累積情況，設(shè)計了SINS/北斗系統(tǒng)位置、速度組合卡爾曼濾波和偽距、偽距率組合卡爾曼濾波模型。通過組合濾波估計出SINS的參數(shù)誤差然后反饋修正SINS導航

4、解算，提高SINS比力測量精度。此外，對于海洋/航空重力測量中測量到數(shù)據(jù)通常含有大量高頻噪聲問題，介紹了常用的FIR濾波器。
　　最后，在無真實的光纖陀螺SINS和北斗系統(tǒng)載波相位觀測量動態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，設(shè)計了飛行軌跡仿真器，模擬了飛行軌跡，仿真了SINS/北斗系統(tǒng)位置、速度組合濾波。濾波結(jié)果表明組合后的慣導位置、速度誤差明顯減??；經(jīng)過濾波反饋修正后的比力測量誤差比純慣導誤差明顯減小，修正效果顯著。同時在重力測量模型基礎(chǔ)上，根據(jù)模