船用惯性导航系统的载体运动适应性研究

摘要

舰船惯性导航系统具有自主性强，能连续长时间提供高精度导航定位的优点。在实现时，为最大程度的降低误差源对惯导系统速度、位置和姿态等信息的影响，惯导系统设置了如初始对准、陀螺测漂及综合校准等多种工作方式。这些工作方式由于破坏了舒勒调整条件，会由于干扰加速度的存在而产生动态误差，从而影响对准或测漂精度，因此开展船用惯导系统的载体运动适应性研究，对惯导系统方案进行分析、改进，对于提高惯性导航系统的环境适应性具有重要的实用价值。
　　 课题以平台式惯导系统为研究背景，首先，通过原理及误差分析引入了保障惯性导航系统正常工作的几种工作方式，包括陀螺测漂、初始对准和综合校准，通过对舒勒调整条件的分析，提出了惯导系统存在的载体运动适应性问题。
　　 在对惯导系统水平和方位精度对准分析的基础上，开展了现有对准网络参数的抗干扰特性分析，设计了基于Visual C++的对准网络参数优化设计的算法及工程软件，对初始对准网络进行优化设计，通过计算机比对仿真证实了算法及设计思路的有效性。
　　 对转位法陀螺测漂的原理和受运动干扰的误差特性进行了研究和仿真分析，通过对测漂回路阻尼网路的改进设计，提高了受干扰情况下的陀螺测漂精度。
　　 详细分析了两点校、三点校和点点校的基本原理，指出了影响校准精度的关键误差源，并对存在外部基准误差和载体机动情况下的综合校准方案进行了全面的分析和计算机仿真，并得到大量的定量分析结果。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究发展现状

1.2.1 国外惯导系统的发展及现状

1.2.2 国内惯导系统的发展现状

1.2.3 惯导系统的关键技术

1.3 论文的主要研究内容

第2章 惯导系统的基本原理

2.1 平台式惯导系统的基本原理

2.1.1 基本原理描述

2.1.2 导航定位算法

2.1.3 基本原理的数学描述

2.2 平台式惯导系统误差分析

2.2.1 常值陀螺漂移引起的导航系统误差分析

2.2.2 加速度计零偏引起的误差分析

2.2.3 初始对准误差引起的导航系统误差分析

2.3 平台式惯导系统基本工作状态

2.4 平台惯导系统基本工作方式

2.4.1 陀螺测漂

2.4.2 初始对准

2.4.3 综合校准

2.5 惯导系统的运动适应性

2.6 本章小结

第3章 初始对准的载体运动适应性研究

3.1 惯导系统的初始对准原理

3.1.1 惯导系统粗对准

3.1.2 惯导系统水平精对准

3.1.3 惯导系统方位精对准

3.2 初始对准参数设计原理

3.2.1 水平精对准网络参数设计

3.2.2 方位精对准网络参数设计

3.3 外部干扰条件下的精对准特性分析

3.4 基于Visual C++的初始对准网络参数设计软件

3.4.1 软件模块流程设计

3.4.2 软件算法设计

3.4.3 初始对准网络的模拟仿真验证

3.4 本章小结

第4章 陀螺测漂的载体运动适应性研究

4.1 惯导系统的陀螺测漂原理

4.1.1 陀螺测漂基本原理

4.1.2 陀螺测漂的实现流程

4.1.3 陀螺测漂的关键技术分析

4.2 陀螺测漂的仿真研究

4.3 陀螺测漂的改进研究

4.3.1 陀螺测漂回路分析

4.3.2 阻尼网络参数改进

4.3.3 仿真分析

4.4 本章小结

第5章 综合校准的载体运动适应性研究

5.1 综合校准的基本原理

5.1.1 ψ方程

5.1.2 两点校

5.1.3 三点校

5.1.4 点点校

5.2 综合校准技术的误差分析

5.3 外部信息误差激励的综合校准误差仿真分析

5.4 惯导系统运动状态下的综合校准误差仿真

5.5 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