基于INS的組合導(dǎo)航系統(tǒng)建模及濾波技術(shù).pdf

1、由于慣性系統(tǒng)的誤差隨時間積累,因此不能滿足遠程、長時間航行等更高精度的導(dǎo)航要求,尤其在捷聯(lián)系統(tǒng)中,其IMU(Inertial measurement Unit,慣性測量單元)是直接固聯(lián)在被測點附近,其測量精度在復(fù)雜環(huán)境中更是受到影響。本文為提高艦船F(xiàn)OG(Fiber Optical Gyroscope,光纖陀螺)捷聯(lián)姿態(tài)基準系統(tǒng)精度,將其分別與計程儀和GPS(Global Positioning System,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))進行組合

2、,針對組合系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究,取得了一定的成果。所做的主要工作可歸納為以下幾個方面： (1)分析了FOG捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差源,并從慣性元件級誤差、慣性系統(tǒng)級誤差等方面著手,建立了光纖陀螺儀誤差模型、加速度計誤差模型、慣性元件安裝誤差模型、慣性系統(tǒng)誤差模型。 (2)針對基于FOG的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)算法進行了仿真。系統(tǒng)在純慣導(dǎo)情況下,誤差是隨時間積累的,并且數(shù)值較大,不能滿足較高的精度要求,為滿足

3、長時間的航行高精度要求,有必要考慮采用組合導(dǎo)航方式提高導(dǎo)航系統(tǒng)精度。 (3)針對IFOG在不同角速度變化區(qū)域中的性能差異并保證IFOG對角速度測量的靈敏度,采用小波變換方法對IFOG輸出信號進行自適應(yīng)濾波并進行了實驗驗證,對實測信號濾波結(jié)果表明,動態(tài)濾波效果良好。在此基礎(chǔ)上,為克服傳統(tǒng)卡爾曼濾波器過于依賴模型先驗噪聲知識的不足,論文中針對計程儀/SINS組合系統(tǒng)提出了基于信息更新序列為反饋的自適應(yīng)濾波器,并建立了相應(yīng)模型。仿真結(jié)