捷聯(lián)慣導(dǎo)傳遞對準(zhǔn)可觀測性分析.pdf

1、傳遞對準(zhǔn)技術(shù)的理論研究主要是設(shè)計對準(zhǔn)模型的卡爾曼濾波器，在設(shè)計卡爾曼濾波器之前，通常先進(jìn)行系統(tǒng)的可觀測性分析，確定卡爾曼濾波器的濾波效果。線性定常系統(tǒng)的可觀測性分析起來比較容易，但線性時變系統(tǒng)的可觀測性分析起來比較困難。而在傳遞對準(zhǔn)時，系統(tǒng)為線性時變系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)可觀測性的分析成為傳遞對準(zhǔn)研究的重要的一部分。 本文根據(jù)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，推導(dǎo)了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型，并介紹了離散型卡爾曼濾波器濾波方程。分析了傳遞對準(zhǔn)技術(shù)的原

2、理，并根據(jù)其原理設(shè)計了角速度匹配和速度匹配卡爾曼濾波器模型，為可觀測性分析奠定基礎(chǔ)。 在建立角速度匹配和速度匹配傳遞對準(zhǔn)卡爾曼濾波器模型的基礎(chǔ)上，又對它們分別進(jìn)行了仿真及可觀測性分析，研究它們各自的特點(diǎn)及適應(yīng)的條件，證明角速度匹配法在有船體動態(tài)變形影響時，應(yīng)把動態(tài)變形列為狀態(tài)向量估計，并且在艦船有大幅度搖擺運(yùn)動時估計精度較高，艦船線運(yùn)動對其沒有什么影響。而速度匹配法在有較大線運(yùn)動時能提高方位失準(zhǔn)角的估計精度，艦船的搖擺可增大加速

3、度計的可觀測度。 本文還將分段線性定常系統(tǒng)的PWCS理論應(yīng)用于捷聯(lián)慣導(dǎo)傳遞對準(zhǔn)中，用SOM矩陣代替TOM矩陣進(jìn)行可觀測性分析。對于角速度匹配和速度匹配傳遞對準(zhǔn)，采用SVD分析方法對兩種匹配算法在各種機(jī)動條件下的可觀測性和可觀測度進(jìn)行了分析討論，并研究了另外兩種可觀性分析方法——狀態(tài)方程解耦的方法和Ky3OBKOB判別法，并將它們應(yīng)用于速度匹配傳遞對準(zhǔn)中。通過將奇異值分解法和Ky3OBKOB判別法相結(jié)合，來確定系統(tǒng)不可觀測的狀態(tài)變