基于六維加速度傳感器的GFSINS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航由于工作自主性好、抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在軍事國防領(lǐng)域，尤其是航空航天領(lǐng)域，占據(jù)著重要位置。其中，無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(GFSINS)由于拋棄了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗沖擊能力差、維護(hù)困難的陀螺而成為導(dǎo)彈等戰(zhàn)術(shù)武器的首選導(dǎo)航系統(tǒng)?，F(xiàn)有的GFSINS多由線加速度計(jì)組合而成，此種構(gòu)型導(dǎo)致其角運(yùn)動解算復(fù)雜、精度偏低、安裝精度要求高等缺點(diǎn)。此外，慣性導(dǎo)航的誤差隨時(shí)間積累，這是其目前只能應(yīng)用于短程導(dǎo)航的關(guān)鍵原因。
　　本文著重對GFISNS的構(gòu)型設(shè)

2、計(jì)和誤差累積問題展開研究。針對GFSINS因構(gòu)型單一存在的諸多難點(diǎn)，引入8-UPS型并聯(lián)式六維加速度傳感器作為慣性導(dǎo)航的敏感元件，形成一種新型GFSINS方案。進(jìn)行導(dǎo)航解算時(shí)，充分利用傳感器解耦的中間參數(shù)，推導(dǎo)出導(dǎo)航位置、速度、姿態(tài)和角速度方程。仿真和試驗(yàn)均表明，新型GFSINS能滿足載體中精度實(shí)時(shí)導(dǎo)航的要求，在角運(yùn)動解算方面具有很高的解算效率與精度。針對新型GFSINS仍然存在的誤差隨時(shí)間發(fā)散問題，本文引入技術(shù)成熟、精度穩(wěn)定的GPS與

3、新型GFSINS結(jié)合成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，對GFSINS的導(dǎo)航誤差予以糾正。探討了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)建模，在推導(dǎo)新型GFSINS誤差方程的基礎(chǔ)上，運(yùn)用卡爾曼濾波完成初步數(shù)據(jù)融合。但卡爾曼濾波應(yīng)用條件苛刻，現(xiàn)有的自適應(yīng)濾波又不符合本組合導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為此提出一種適用于大部分線性時(shí)變系統(tǒng)的組合濾波模型，并從不同角度推導(dǎo)出4種系統(tǒng)噪聲估計(jì)方法。經(jīng)對比分析，得到一種改進(jìn)的基于噪聲有限記憶的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法，該算法具有適用范圍廣、估