导航器标定测量装置研制与测量误差分析

摘要

在航天系统中,导航系统起着至关重要的作用,因此导航器的精度是否达到标准就显得非常重要了。为了验证导航器的精度,设计一个操作方便的导航器标定测量装置显得非常必要。
　　本文根据标定测量装置的设计要求,设计了两种测量方案:基于近景摄影测量的标定方案和基于自准直电子经纬仪的标定方案。详细介绍了两种方案的测量原理、实验条件、实验精度等,对两种方案进行了对比。经过分析和计算,发现近景摄影测量的精度要低于转台的精度,并且使用近景摄影测量方法是不能对任务要求角位置和位移位置进行测量和标定的;经过对经纬仪测量精度和经纬仪与被测对象之间的位置关系进行分析,使用自准直电子经纬仪对IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)姿态测量和转台参数的测量精度满足任务要求。最后选定了基于自准直电子经纬仪的标定方案。
　　在自准直电子经纬仪标定方案中,将整个实验过程分成了两部分:当地地理坐标系的标定和IMU基准镜与转台零位坐标系之间的姿态测量,地理坐标系的标定包括计算外框轴、内框轴、中框轴与北天东坐标系的关系,IMU基准镜与转台零位坐标系之间的姿态测量包括计算激光IMU、平装光纤IMU、斜装光纤IMU分别与转台零位坐标系之间的关系。本文还根据基于自准直电子经纬仪的标定方案,使用C++语言,研制设计了测量软件,软件实现了数据采集、数据分析、数据筛选、姿态计算、数据库管理、报表生成等功能。
　　本文对测量结果进行了误差分析,详细分析了相对定向误差、绝对定向误差、静态测角误差和观测照准差的影响,并建立了计算结果误差与采集数据偏差之间的多项式模型。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题的研究背景和意义

1.3 课题相关领域研究现状及分析

1.4 论文的主要内容

第2章 IMU标定测量方案的论证与选择

2.1 引言

2.2 基于近景摄影测量的标定方案

2.3 基于自准直电子经纬仪的标定方案

2.4 本章小结

第3章 标校系统的设计与实现

3.1 引言

3.2 转台零位坐标系与当地地理坐标系关系标定

3.3 IMU立方镜坐标系与转台零位坐标系之间的关系测量

3.4 观测数据自动筛选

3.5 测量软件设计

3.6 设备的安全性

3.7 实验结果

3.8 本章小结

第4章 误差分析

4.1 引言

4.2 经纬仪测量网络误差分析

4.3 实验及结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

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