半球諧振陀螺星載慣性姿態(tài)測量系統(tǒng)研究.pdf

1、捷聯式慣性導航系統(tǒng)以固連在載體上的陀螺組件與加速度組件為敏感元件，利用載體上的導航計算機解算出當前的位置、姿態(tài)信息。捷聯式慣性導航系統(tǒng)以其可靠性高、體積小、重量輕，成本低的特點正逐步取代平臺式慣導系統(tǒng)。特別是近年來無轉子陀螺的迅猛發(fā)展，更加突出了捷聯方案的優(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、計為慣性敏感元件。研究捷聯慣性器件的余度技術、基于半球諧振陀螺的導航系統(tǒng)的硬件及軟件實現、器件級和系統(tǒng)級標定、捷聯慣導系統(tǒng)的初始對準技術。
　　首先，研究了捷聯慣性器件的余度技術。余度技術是提高捷聯慣導系統(tǒng)可靠性的重要方法，本文以4余度配置為例實現慣性器件的最優(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慣性導航系統(tǒng)的硬件及軟件設計。根據星載姿態(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的結構特點

3、，設計了系統(tǒng)支撐殼體；從體積要求、運算速度要求、開發(fā)周期要求出發(fā)，選擇基于PC/104的A/D數據采集卡與CPU主板作為系統(tǒng)的硬件部分；依據對慣性器件輸出信號的處理流程，逐步實現了信號濾波，對慣性器件進行器件級標定，建立了系統(tǒng)級安裝誤差模型，并對捷聯慣導系統(tǒng)進行了系統(tǒng)級標定，實現了導航算法，最終對樣機進行了靜態(tài)測試，對比了冗余捷聯慣性導航系統(tǒng)和無冗余捷聯慣性導航系統(tǒng)精度。
　　最后研究了捷聯慣導系統(tǒng)的初始對準技術。通過對粗對準的測