半球諧振陀螺星載慣性姿態(tài)測量系統(tǒng)研究.pdf

1、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以固連在載體上的陀螺組件與加速度組件為敏感元件，利用載體上的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)解算出當(dāng)前的位置、姿態(tài)信息。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以其可靠性高、體積小、重量輕，成本低的特點(diǎn)正逐步取代平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)。特別是近年來無轉(zhuǎn)子陀螺的迅猛發(fā)展，更加突出了捷聯(lián)方案的優(yōu)勢。作為新型陀螺——半球諧振陀螺，與環(huán)形激光陀螺、光纖陀螺相比，在相同的精度、可靠性和壽命要求下，其成本更具有競爭性。本文以星載慣性測量系統(tǒng)的研制為背景，采用半球諧振陀螺、石英加速度

2、計(jì)為慣性敏感元件。研究捷聯(lián)慣性器件的余度技術(shù)、基于半球諧振陀螺的導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)、器件級和系統(tǒng)級標(biāo)定、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)技術(shù)。
　　首先，研究了捷聯(lián)慣性器件的余度技術(shù)。余度技術(shù)是提高捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)可靠性的重要方法，本文以4余度配置為例實(shí)現(xiàn)慣性器件的最優(yōu)配置；完成余度配置故障檢測。
　　然后，完成了有冗余和無冗余兩套捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)星載姿態(tài)測量系統(tǒng)工作環(huán)境以及半球諧振陀螺和石英加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3、，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)支撐殼體；從體積要求、運(yùn)算速度要求、開發(fā)周期要求出發(fā)，選擇基于PC/104的A/D數(shù)據(jù)采集卡與CPU主板作為系統(tǒng)的硬件部分；依據(jù)對慣性器件輸出信號的處理流程，逐步實(shí)現(xiàn)了信號濾波，對慣性器件進(jìn)行器件級標(biāo)定，建立了系統(tǒng)級安裝誤差模型，并對捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)級標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航算法，最終對樣機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)測試，對比了冗余捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和無冗余捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度。
　　最后研究了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)技術(shù)。通過對粗對準(zhǔn)的測