高精度車載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文對提高車載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航精度的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。使用遺傳算法、Kalman濾波器、旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀研究了平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)漂移的觀測與補(bǔ)償方案。
　　首先對遺傳算法的相關(guān)問題進(jìn)行了研究，給出了一種收斂速度快、尋優(yōu)精度高、實(shí)現(xiàn)方便的浮點(diǎn)數(shù)編碼遺傳算法(FGA)，通過對幾個(gè)著名的遺傳算法測試函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，驗(yàn)證了其有效性，說明在實(shí)值函數(shù)尋優(yōu)問題上，F(xiàn)GA優(yōu)于二進(jìn)制編碼遺傳算法，并基于有限Markov鏈證明了所設(shè)計(jì)的FGA的收斂

2、性。提出了采用FGA的平臺(tái)漂移自補(bǔ)償算法。在平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)中，對引起平臺(tái)漂移的原因進(jìn)行了分析，將引起平臺(tái)漂移的干擾力矩進(jìn)行細(xì)化，用干擾力矩的模型參數(shù)來表征時(shí)變的干擾力矩，建立從這些模型參數(shù)到陀螺儀輸出信號(hào)的函數(shù)關(guān)系，采用浮點(diǎn)制遺傳算法辨識(shí)這些模型參數(shù)，然后對干擾力矩進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到減小平臺(tái)漂移的目的。該算法僅利用平臺(tái)中陀螺儀的輸出信號(hào)作為參考信號(hào)，是一種平臺(tái)漂移的自補(bǔ)償方案。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　在導(dǎo)航領(lǐng)域，Kalma

3、n濾波技術(shù)經(jīng)常被用于參數(shù)估計(jì)和組合導(dǎo)航。將所設(shè)計(jì)的浮點(diǎn)制遺傳算法應(yīng)用到Kalman濾波器池中，設(shè)計(jì)出一種使用遺傳算法的Kalman濾波器，即通過遺傳算法的尋優(yōu)，找到較優(yōu)的濾波參數(shù)，以改善濾波效果，并給出了離線和在線兩種方案，離線方案以辨識(shí)最優(yōu)濾波參數(shù)為主要目的，而在線實(shí)現(xiàn)以對狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)為主要目的。仿真例子說明了這兩種方案的有效性。
　　組合導(dǎo)航是提高導(dǎo)航精度的重要方法。設(shè)計(jì)了慣性/分布式地標(biāo)組合導(dǎo)航方案，并進(jìn)行了仿真研究。將

4、所設(shè)計(jì)的使用遺傳算法的Kalman濾波器應(yīng)用于組合導(dǎo)航方案中，達(dá)到了滿意的效果。
　　重力梯度儀理論是Rummel在1986年建立的。隨著旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀理論和實(shí)踐研究的飛速發(fā)展，該儀器的應(yīng)用研究，引起了人們的關(guān)注。利用旋轉(zhuǎn)加速度計(jì)重力梯度儀和方位余弦陣提出了一種平臺(tái)漂移實(shí)時(shí)計(jì)算方法。用向量代數(shù)理論研究了方位余弦陣的性質(zhì)。從平臺(tái)漂移與姿態(tài)矩陣的關(guān)系出發(fā)，利用張量理論和重力梯度儀能夠測量重力梯度張量的原理，提出了一種原理簡單、