無陀螺SINS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要由加速度計組成。該系統(tǒng)舍棄陀螺儀，用加速度計代替陀螺儀作為慣性測量元件，這不僅可以克服陀螺無法承受大的加速度沖擊的缺點，而且可以減小體積，大大降低成本。該系統(tǒng)具有成本低、功耗小、壽命長、可靠性高、抗過載等優(yōu)點，可以廣泛用于軍用與民用。無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是中等精度的導(dǎo)航系統(tǒng)，由于誤差積累快，所以在該系統(tǒng)中引入GPS，將兩種導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合。用GPS測得的導(dǎo)航信息校正無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航參數(shù)誤差，提高導(dǎo)航精

2、度，并且可以用于長時間導(dǎo)航。 論文的創(chuàng)新性研究和主要工作如下：(1)根據(jù)無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理，提出一種新的九加速度計安裝方案。該方案設(shè)計簡單，不僅便于加速度計安裝，而且可以提供加速度計的冗余信息，便于載體角速度的解算。 (2)采用三種解算方法進(jìn)行載體角速度解算。其中方法—直接對解算出的角加速度積分；方法二通過解算出的角速度平方項開方；方法三利用擴展卡爾曼濾波對解算出的角速度進(jìn)行校正。經(jīng)過擴展卡爾曼濾波算法校正

3、后，可有效地提高載體角速度的解算精度。 (3)研究并推導(dǎo)出沿坐標(biāo)軸向的加速度和角加速度誤差，根據(jù)無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的力學(xué)編排方程，推導(dǎo)出系統(tǒng)誤差方程。 (4)對無陀螺SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了研究，利用卡爾曼濾波器進(jìn)行導(dǎo)航參數(shù)的誤差估計和反饋校正，有效地抑制了導(dǎo)航誤差的累積，提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。 最后，對低成本無陀螺SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，解決了無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)角速度解算及組合