面向不動產單元的慣性測量系統(tǒng)初始對準技術研究.pdf

1、不動產實地調查以不動產單元為對象，對不動產的權屬、界限、面積等進行調查與測量。全站儀、衛(wèi)星定位等常規(guī)不動產測量方法存在環(huán)境依賴度高、效率低等缺點，本文將自主性強、不受外界干擾的捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)用于不動產測量。初始對準是捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)工作的前提和關鍵，初始對準的精度決定著捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的定位精度。本文對用于不動產測量的初始對準方法進行討論，引入自適應卡爾曼濾波算法，對初始對準過程中的姿態(tài)角誤差和慣性傳感器誤差進行估計和補償，提高初始對

2、準的精度，從而提高系統(tǒng)的定位精度。
　　本文的主要研究工作包括以下三個方面:
　　1、對捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的四位置對準技術進行了研究。分析比較了水平狀態(tài)下的多位置對準方案，綜合對準時間和精度，對傾斜狀態(tài)下的四位置對準方案進行重點研究，提出了改進的四位置對準方案和水平面內雙陀螺對準方案;研究了初始方位角、水平傾角、緯度等影響因子與光纖陀螺隨機漂移、轉位誤差、水平傾角測量誤差及緯度誤差等影響四位置對準精度的誤差影響系數(shù)的關系。

3、r>　　2、對捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的單位置對準技術進行了研究。分析了傳統(tǒng)與改進的解析粗對準算法及其誤差特性;在推導捷聯(lián)慣性系統(tǒng)誤差方程的基礎上，結合外部輔助信息，詳細推導了位置已知點和位置未知點處的系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測方程，采用基于奇異值分解的可觀測度分析方法對系統(tǒng)狀態(tài)變量進行可觀測性分析，應用卡爾曼濾波算法進行了單位置對準仿真分析。
　　3、對自適應卡爾曼濾波在單位置對準中的應用進行了研究。針對不動產測量中諸多隨機影響因素導致系統(tǒng)模型

4、及噪聲統(tǒng)計特性精確度降低的問題，引入了自適應卡爾曼濾波算法。為避免濾波發(fā)散，采用了簡化的Sage-Husa自適應濾波算法對觀測噪聲協(xié)方差陣進行自適應，通過遺忘因子加大對當前觀測數(shù)據(jù)的使用，提高了單位置對準的精度和穩(wěn)定性;為了自適應系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣，引入了模糊自適應卡爾曼濾波算法，通過模糊規(guī)則確定自適應因子，對增益矩陣和系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣進行自適應調節(jié)，提高了單位置對準的穩(wěn)定性。
　　通過轉臺實驗和定位實驗，驗證了本文給出的初始對準方