撓性陀螺捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在當(dāng)今導(dǎo)航系統(tǒng)要求成本低、體積小、重量輕、高精度以及高可靠性的前提下，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在航空、航天、航海及陸地導(dǎo)航系統(tǒng)和制導(dǎo)系統(tǒng)中，并且GPS/慣性組合已成為今后導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文利用現(xiàn)有的中等精度撓性陀螺儀和加速度計(jì)，以建立捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)試驗(yàn)樣機(jī)為目的，與課題組其他成員合作，實(shí)現(xiàn)了GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合。 本文在研究了各種姿態(tài)算法和初始對(duì)準(zhǔn)算法之后，選擇四元數(shù)數(shù)值積分法作為本文的姿態(tài)更新算法；

2、利用重力場(chǎng)中加速度計(jì)的輸出進(jìn)行姿態(tài)角初始對(duì)準(zhǔn)，并根據(jù)二自由度陀螺尋北儀的原理進(jìn)行航向角初始對(duì)準(zhǔn)。 試驗(yàn)中設(shè)計(jì)了載體運(yùn)動(dòng)航跡仿真器，模擬了慣性測(cè)量組合的輸出，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，以驗(yàn)證導(dǎo)航算法的正確性。 本文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備和手段，依據(jù)航天工業(yè)部關(guān)于“陀螺的主要精度指標(biāo)和測(cè)試方法”部標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)中使用的撓性陀螺儀進(jìn)行了八位置試驗(yàn)，建立了它們的靜態(tài)誤差模型，同時(shí)進(jìn)行了陀螺儀長(zhǎng)時(shí)間漂移測(cè)試，

3、根據(jù)測(cè)試結(jié)果估計(jì)出了陀螺儀的精度和輸出穩(wěn)定性。 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究是本文的重點(diǎn)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件設(shè)計(jì)完成了慣性測(cè)量組合的安裝、測(cè)試、電路連接及其輸出信號(hào)的計(jì)算機(jī)采集，其中數(shù)據(jù)采集功能通過使用研華科技公司的PCL—816來完成。軟件設(shè)計(jì)按照模塊化設(shè)計(jì)原則，首先將姿態(tài)算法、速度算法、位置算法、初始對(duì)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理及導(dǎo)航信息顯示等功能模塊化，然后將這些模塊有機(jī)地結(jié)合起來，組成一個(gè)導(dǎo)航軟件。該軟件采