初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準(zhǔn)算法研究.pdf

1、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)是潛航器關(guān)鍵技術(shù)之一，快速性和精確性是其重要的性能指標(biāo)，直接影響潛航器自主導(dǎo)航的性能。本文針對多潛航器連續(xù)快速布放需求，提出初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準(zhǔn)算法，120s內(nèi)實現(xiàn)快速對準(zhǔn)，航向角誤差小于0.1°，對準(zhǔn)結(jié)束后1h純慣導(dǎo)解算位置誤差小于1海里。潛航器慣導(dǎo)系統(tǒng)只在對準(zhǔn)初始時刻由移動基準(zhǔn)慣導(dǎo)提供準(zhǔn)確的方位信息和概略的水平姿態(tài)信息，布放入水后以初始時刻水平姿態(tài)誤差和當(dāng)前速度誤差為濾波狀態(tài)，以不同輔助信息為觀測

2、量，通過卡爾曼濾波進(jìn)行慣性系下的航行中對準(zhǔn)。
　　論文主要研究工作如下：
　　（1）研究分析了潛航器已有對準(zhǔn)算法，主要分為不同輔助條件下潛航器自對準(zhǔn)算法和“速度+姿態(tài)”匹配傳遞對準(zhǔn)算法，其中自對準(zhǔn)算法又分為有回溯情況和無回溯情況。實驗表明已有算法存在對準(zhǔn)時間長、陀螺精度不高時方位精度低、在提供初始方位信息下仍不能快速收斂等問題，難以滿足實際背景意義下快速布放的需求；
　?。?）根據(jù)應(yīng)用需求并考慮快速性、精確度、適用于不

3、同精度器件以及在不同運(yùn)動條件下實現(xiàn)對準(zhǔn)的算法設(shè)計目標(biāo)，提出了初始方位信息輔助下潛航器快速傳遞對準(zhǔn)算法。推導(dǎo)了多普勒速度信息、GNSS信息輔助下潛航器快速傳遞對準(zhǔn)算法濾波模型和相應(yīng)的導(dǎo)航解算算法，包括慣導(dǎo)姿態(tài)更新、速度更新以及位置更新；
　?。?）針對所提出算法分別進(jìn)行了初始水平誤差角裕度分析、濾波模型可觀測度、收斂快速性分析以及不同器件精度條件下算法適用性仿真分析，結(jié)果表明該算法能夠完成實現(xiàn)算法的設(shè)計目標(biāo)；
　?。?）利用潛