船用单轴旋转式捷联惯导系统的研究

摘要

随着惯性导航技术的不断发展，船用导航系统采用旋转调制技术的应用也越来越广泛，此技术降低了成本，却很大程度上提高了惯导系统的精度。旋转调制技术是一种基本而有效的系统技术，该技术通过对惯性组件以一定方式的旋转来达到漂移补偿的目的，在惯性元件本身的输出精度没有改变的情况下提高系统的导航精度。旋转调制的本质是在转动周期内周期性的改变姿态矩阵，使得系统慢变化的误差在转动周期内均值尽量接近零，从而减少系统误差的累积，提高导航精度。 本文以船用单轴旋转式捷联惯导系统为研究目标，对系统的工作原理和组成、软硬件设计、单轴旋转误差补偿原理和转位系统设计、抗冲击设计等方面的关键技术进行探讨，并利用Matlab软件对系统进行了大量仿真，研制了原理样机，并通过试验进行了验证。 论文主要工作如下： 首先，提出了单轴旋转式捷联惯导系统的总体方案，对系统各部分组成的软硬件进行了详细的设计研究。 其次，研究了单轴旋转式捷联惯导系统的调制机理，对惯性器件的常值漂移误差、随机漂移误差、标度因数误差、安装误差在旋转和非旋转状态进行了仿真对比，对转位系统进行了设计和仿真。 然后，对单轴旋转式捷联惯导系统的抗冲击设计进行了深入的分析和研究，建立了冲击隔离系统的数学模型，并进行了仿真。依据仿真结果设计了冲击隔离器，并通过试验验证了仿真结果的正确性，试验结果表明抗冲击设计满足船用惯导要求。 最后，依据研制的原理样机，开展了静态和车载导航试验测试，证明了所研制的船用单轴旋转惯性导航系统的合理性和理论模型创建的正确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及目的

1.2 国内外发展现状

1.3 研究的主要内容

第2章 总体方案研究

2.1 系统方案

2.2 功能性能

2.3 系统组成

2.4 本章小结

第3章 抗冲击及软硬件设计研究

3.1 抗冲击设计研究

3.2 系统硬件设计研究

3.3 系统软件设计研究

3.4 本章小结

第4章 转位系统设计研究

4.1 单轴旋转调制机理

4.2 惯性器件误差自动补偿原理

4.3 单轴旋转系统设计

4.4 系统性能仿真验证

4.5 本章小结

第5章 系统实现及试验结果

5.1 系统实现

5.2 冲击试验

5.3 导航试验

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

个人简历