船用捷聯(lián)式慣性天文導航誤差分析與算法仿真.pdf

1、在信息化戰(zhàn)爭中,精確制導武器的缺陷逐步被暴露出來,當武器系統(tǒng)處于大氣層外部時,由于空氣稀薄,折射率低,適合于星敏感器進行高精度的測量,使得天文導航定位技術取代全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)成為了可能,因此各國開始加大對天文導航技術研究的投入,各種天文導航技術先后被應用在航空和航天領域,并取得了成功;天文導航技術雖然起源于航海,但近地天文導航技術發(fā)展相對滯后,本課題針對這一現(xiàn)象,著重對近地天文導航技術進行了深入細致的研究。
　　 本文首先設計了

2、一種以平臺慣導系統(tǒng)為基礎的天文導航方法,利用安裝在平臺慣導上的星敏感器實時的觀測太空中固定的某些星體來完成導航定位的任務,由于慣導平臺存在各種誤差源,因此該方法的導航精度直接受平臺慣導系統(tǒng)精度的影響;在此基礎上,為了取代全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對各類近地武器系統(tǒng)初始信息的制約,提出了一種海上對準方案,在該方案中主要介紹了粗對準和當?shù)氐乩砦恢眯畔⒌挠嬎惴椒?
　　 其次,為了提高船舶在復雜環(huán)境中的生存能力,設計了一種星敏感器/捷聯(lián)慣導組合

3、導航算法,該導航算法是一種備用的導航方法,在不影響任何導航設備工作的情況下,將各個傳感器輸出數(shù)據(jù)進行融合處理,不但自身可以提供導航定位數(shù)據(jù),而且也可以對慣導系統(tǒng)進行校正,以便提高慣導系統(tǒng)的導航精度,該組合算法導航精度受星敏感器、捷聯(lián)慣導系統(tǒng)中兩個水平失準角的影響,方位失準角在該導航算法中不起到任何作用,星敏感器的誤差只會使導航精度降低,并不會影響其導航數(shù)據(jù)的振蕩形式;
　　 慣導系統(tǒng)中的器件誤差,尤其是陀螺漂移對慣導系統(tǒng)導航精度

4、影響最為重要,為了使導航系統(tǒng)能夠長時間、高精度的工作,設計了一種基于星敏感器的傳遞對準技術來對漂移進行估計補償,該方法是利用“速度+姿態(tài)”匹配的組合方案,姿態(tài)信息由星敏感器和捷聯(lián)慣導系統(tǒng)共同提供,速度信息完全由捷聯(lián)慣導系統(tǒng)來提供,該方案的建模仿真結果表明,陀螺漂移和加速度計零偏可以在相對較短的時間內完全被估計出來,并且隨著時間的增加精度有顯著的提高;
　　 慣導系統(tǒng)作為一種自主性的導航系統(tǒng)已經(jīng)被應用的越來越廣泛,慣導系統(tǒng)中的速度

5、誤差、緯度誤差及失準角誤差都是處在閉環(huán)的回路中,而經(jīng)度誤差是處于開環(huán)的狀態(tài),這就導致了慣導系統(tǒng)的導航精度受時間的影響極大,為了克服慣導系統(tǒng)中經(jīng)度誤差發(fā)散的這一現(xiàn)象,同時也是為了克服陀螺儀產生的固有誤差,設計了一種無陀螺慣導系統(tǒng)的導航方法,該方法中不存在慣性器件陀螺儀,可以使導航系統(tǒng)中的經(jīng)度誤差、緯度誤差及速度誤差構成閉合回路,無陀螺慣導系統(tǒng)導航系統(tǒng)是利用星敏感器和三個加速度計相互正交組合構成的系統(tǒng),利用該算法建模仿真結果表明,導航精度受