高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動(dòng)態(tài)精度評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，是航天、航空和航海等領(lǐng)域中廣泛使用的主要導(dǎo)航系統(tǒng)，在導(dǎo)航領(lǐng)域中占有突出的地位。新型高性能飛行器所具備的靈活機(jī)動(dòng)與多模態(tài)飛行特性及惡劣的飛行環(huán)境對(duì)機(jī)載高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性、可靠性和精度提出了更高的要求，如何提高機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能這一問題亟待解決。為此，本文針對(duì)高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在線標(biāo)定與補(bǔ)償及動(dòng)態(tài)精度評(píng)估技術(shù)展開了研究，以期實(shí)現(xiàn)新型高性能飛行器機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度、自主、可靠導(dǎo)航，為新型

2、高性能飛行器高精度導(dǎo)航提供理論基礎(chǔ)和方法參考。
　　本文研究了慣性導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的IMU確定性誤差的在線標(biāo)定方法，建立了高精度的慣性傳感器誤差模型與系統(tǒng)高階在線標(biāo)定濾波模型，并對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的可觀測(cè)性進(jìn)行了分析，研究了各類誤差的激勵(lì)特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)慣性傳感器安裝誤差、刻度因子誤差和隨機(jī)常值誤差的在線標(biāo)定，從而有效地提高了飛行器動(dòng)態(tài)飛行過程中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度。
　　在高精度捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤

3、差模型與在線標(biāo)定濾波模型建立的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于新息自適應(yīng)濾波的慣性IMU誤差在線標(biāo)定方法。該方法可以通過動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣和量測(cè)噪聲協(xié)方差陣，進(jìn)行IMU誤差的自適應(yīng)在線標(biāo)定，解決了惡劣飛行環(huán)境下常規(guī)卡爾曼濾波進(jìn)行在線標(biāo)定時(shí)噪聲模型參數(shù)不準(zhǔn)確的問題，有效地提高了在線標(biāo)定方法的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。論文通過仿真驗(yàn)證，證明了所設(shè)計(jì)的基于新息自適應(yīng)濾波的慣性IMU誤差在線標(biāo)定方法的有效性。
　　為有效評(píng)價(jià)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能，

4、本文針對(duì)高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)精度評(píng)估方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)精度評(píng)估方案，分析了固定區(qū)間平滑濾波算法原理，并對(duì)現(xiàn)有的算法進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到更優(yōu)的平滑效果。針對(duì)不同飛行環(huán)境進(jìn)行了改進(jìn)型固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正、固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正與卡爾曼濾波開環(huán)修正的仿真對(duì)比，仿真結(jié)果驗(yàn)證了相較卡爾曼濾波，經(jīng)固定區(qū)間平滑濾波開環(huán)修正后，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度將進(jìn)一步提高，且改進(jìn)后的固定區(qū)間平滑濾波算法具有更優(yōu)的平滑效果。因此，利用固定區(qū)間平滑濾