某型彈載捷聯(lián)式INS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)）是一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，它既不依賴外部信息，也不向周圍輻射能量。牛頓力學(xué)定律是慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本工作原理，通過加速度計(jì)和陀螺儀測(cè)量載體在慣性參考系中的加速度和角速率，并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，轉(zhuǎn)換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，最后得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系下的速度、姿態(tài)角和位置等信息。由于系統(tǒng)的自封閉性，其誤差會(huì)隨時(shí)間累積，而通過GPS定位系統(tǒng)能實(shí)時(shí)消除慣導(dǎo)的時(shí)間累積誤差，從而形成了INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)，相對(duì)單一的導(dǎo)航方式而言，精度得到

2、了極大的提升，因而INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類飛行器中。
　　本文依據(jù)某小型精確制導(dǎo)導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)要求，對(duì)導(dǎo)彈的二維和三維彈道進(jìn)行了仿真計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了適用于該型導(dǎo)彈搭載的INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含兩個(gè)部分：硬件和軟件算法部分。在硬件方面，本文主要是根據(jù)導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了導(dǎo)航系統(tǒng)硬件指標(biāo)的確定及選型工作；軟件算法方面，本文對(duì)INS算法、GPS導(dǎo)航算法及INS/GPS組合導(dǎo)航算

3、法進(jìn)行了研究和分析，并詳細(xì)推導(dǎo)了適用于INS/GPS的卡爾曼濾波遞推算法，用于對(duì)輸出數(shù)據(jù)的濾波處理。通過分析對(duì)比，該導(dǎo)航系統(tǒng)采用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）慣性敏感元件石英音叉陀螺和石英振梁加速度計(jì)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的輸出，通過捷聯(lián)式平臺(tái)進(jìn)行比力變換，姿態(tài)矩陣計(jì)算，經(jīng)過卡爾曼濾波進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的濾噪，然后進(jìn)行導(dǎo)航解算，得到載體的速度、位置和姿態(tài)參數(shù)。文章最后進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，通過轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)、靜態(tài)試驗(yàn)及跑