基于卡爾曼濾波的慣導系統(tǒng)誤差阻尼技術(shù)研究.pdf

1、目前，捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)越來越多的應用于實際導航任務中，同時隨著中國日益強大，“遼寧艦”正式下海，艦船需要具備大海域、長時間的航行能力。這樣使得艦船搭載的捷聯(lián)慣導設(shè)備必須具有連續(xù)工作且精度高的導航能力。本文從抑制捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)誤差的角度出發(fā)，提高系統(tǒng)性能，主要研究慣性導航初始精對準技術(shù)，以及在導航解算階段的系統(tǒng)阻尼技術(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)工作原理，詳細分析了捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)誤差方程，介紹了卡爾曼濾波器模型的

2、建立，建立MATLAB仿真環(huán)境并通過仿真實驗驗證了初始對準誤差對捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)的影響，以及導航階段慣性元件誤差給導航信息帶來的誤差。⑵細致地研究了捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)精對準方法，分別針對小失準角和方位大失準角下的初始對準進行了研究，推導了方位大失準角下的系統(tǒng)非線性誤差方程。研究了標準卡爾曼和無跡卡爾曼濾波精對準方法，詳細分析了兩種情況下的對準原理，通過仿真比較兩種方法在不同失準角下的精對準效果，確定復雜情況下最優(yōu)的初始對準方案。⑶分析了基于卡

3、爾曼濾波的水平姿態(tài)內(nèi)阻尼方法，通過分析三軸加速度和姿態(tài)的數(shù)學關(guān)系，推導了水平姿態(tài)角的直接估計方法，并以此為基礎(chǔ)建立卡爾曼濾波模型，對水平姿態(tài)誤差進行修正來抑制舒勒周期振蕩，并進行不同運動情況下的數(shù)字仿真。通過與傳統(tǒng)內(nèi)阻尼方案進行比較，驗證此方案的正確性和對誤差阻尼的有效性，并用實測數(shù)據(jù)進行離線分析，說明算法的實用性。⑷系統(tǒng)地研究了在外速度輔助下的卡爾曼濾波阻尼技術(shù)，分析兩種不同的誤差抑制技術(shù)。通過正確建立卡爾曼濾波方程，使用卡爾曼濾波最