船用捷聯(lián)式慣性天文導(dǎo)航誤差分析與算法仿真.pdf

1、在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中,精確制導(dǎo)武器的缺陷逐步被暴露出來(lái),當(dāng)武器系統(tǒng)處于大氣層外部時(shí),由于空氣稀薄,折射率低,適合于星敏感器進(jìn)行高精度的測(cè)量,使得天文導(dǎo)航定位技術(shù)取代全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)成為了可能,因此各國(guó)開(kāi)始加大對(duì)天文導(dǎo)航技術(shù)研究的投入,各種天文導(dǎo)航技術(shù)先后被應(yīng)用在航空和航天領(lǐng)域,并取得了成功;天文導(dǎo)航技術(shù)雖然起源于航海,但近地天文導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后,本課題針對(duì)這一現(xiàn)象,著重對(duì)近地天文導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。
　　 本文首先設(shè)計(jì)了

2、一種以平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的天文導(dǎo)航方法,利用安裝在平臺(tái)慣導(dǎo)上的星敏感器實(shí)時(shí)的觀測(cè)太空中固定的某些星體來(lái)完成導(dǎo)航定位的任務(wù),由于慣導(dǎo)平臺(tái)存在各種誤差源,因此該方法的導(dǎo)航精度直接受平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的影響;在此基礎(chǔ)上,為了取代全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)近地武器系統(tǒng)初始信息的制約,提出了一種海上對(duì)準(zhǔn)方案,在該方案中主要介紹了粗對(duì)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)氐乩砦恢眯畔⒌挠?jì)算方法;
　　 其次,為了提高船舶在復(fù)雜環(huán)境中的生存能力,設(shè)計(jì)了一種星敏感器/捷聯(lián)慣導(dǎo)組合

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

4、影響最為重要,為了使導(dǎo)航系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間、高精度的工作,設(shè)計(jì)了一種基于星敏感器的傳遞對(duì)準(zhǔn)技術(shù)來(lái)對(duì)漂移進(jìn)行估計(jì)補(bǔ)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(dǎo)系統(tǒng)共同提供,速度信息完全由捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)提供,該方案的建模仿真結(jié)果表明,陀螺漂移和加速度計(jì)零偏可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完全被估計(jì)出來(lái),并且隨著時(shí)間的增加精度有顯著的提高;
　　 慣導(dǎo)系統(tǒng)作為一種自主性的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用的越來(lái)越廣泛,慣導(dǎo)系統(tǒng)中的速度

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