基于MEMS的捷聯(lián)航姿系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、硅微慣性器件是集微型精密機(jī)械、微電子學(xué)、半導(dǎo)體集成電路工藝等新技術(shù)于一身的世界前沿性新技術(shù)。本文將重點(diǎn)研究由硅微慣性傳感器組成的微慣性航姿系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。
　　 硅微陀螺儀由于其可批量生產(chǎn)、體積小等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在軍事和民用方面起到了越來(lái)越大的作用。但硅微陀螺儀因?yàn)榧夹g(shù)和工藝的限制,導(dǎo)致陀螺隨機(jī)誤差比較大。所以必須對(duì)隨機(jī)誤差進(jìn)行補(bǔ)償,為此需要對(duì)陀螺的隨機(jī)噪聲進(jìn)行處理并建立數(shù)學(xué)模型。本文采用時(shí)間序列分析的方法對(duì)硅微陀螺儀的隨機(jī)誤差進(jìn)

2、行了檢驗(yàn)和分析,并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)利用ARMA模型進(jìn)行了建模與分析。
　　 初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)對(duì)于微慣性航姿系統(tǒng)而言非常重要,其精度直接決定了系統(tǒng)工作的精度與速度。論文首先分析了捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)理論,并在此基礎(chǔ)上對(duì)硅微系統(tǒng)在靜基座條件下的初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了研究。由于硅微陀螺具有不能敏感地球自轉(zhuǎn)角速度的缺點(diǎn),本文提出引入電子羅盤(pán)傳感器的量測(cè)值解算航向角的方法輔助完成初始對(duì)準(zhǔn)。由于在實(shí)際應(yīng)用中微慣性航姿系統(tǒng)的工作環(huán)境經(jīng)常是十分惡劣的,

3、不能滿足卡爾曼濾波所需的系統(tǒng)為線性系統(tǒng),噪聲服從或近似服從高斯分布,在初始對(duì)準(zhǔn)的失準(zhǔn)角為小角度等條件,傳統(tǒng)的卡爾曼濾波經(jīng)常失效。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出應(yīng)用粒子濾波理論對(duì)非線性非高斯條件下的微慣性航姿系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行濾波。并詳細(xì)介紹了粒子濾波理論的基本原理,并對(duì)退化現(xiàn)象這一妨礙粒子濾波技術(shù)在實(shí)際工程中得到良好的應(yīng)用的問(wèn)題進(jìn)行了分析,提出了兩種解決退化現(xiàn)象的方法。本文還在粒子濾波的基礎(chǔ)上介紹了無(wú)跡粒子濾波的原理和步驟,并針對(duì)粒子濾波和無(wú)跡