FOG捷聯(lián)-GPS組合航姿系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理及信息融合技術(shù)的研究.pdf

1、如何有效地處理多導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是當(dāng)今導(dǎo)航技術(shù)中研究的熱點(diǎn)之一,其中,研究由FOG(光纖陀螺儀)捷聯(lián)系統(tǒng)和GPS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)組成的組合航姿測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法更是一個(gè)重要的研究分支,本文就艦船F(xiàn)OG捷聯(lián)/GPS組合航姿測(cè)量系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,取得了一定的成果。所做的主要工作可歸納為以下幾個(gè)方面:
　　 (1)在對(duì)國(guó)內(nèi)、外兩種不同型號(hào)和不同工作方式的IFOG(干涉式光纖陀螺)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際測(cè)試計(jì)算的基礎(chǔ)上,結(jié)合IFO

2、G在艦船航姿系統(tǒng)中的應(yīng)用,首次對(duì)部分性能指標(biāo)的可比性問(wèn)題進(jìn)行了深入分析和討論。作為將IFOG應(yīng)用于艦船航姿系統(tǒng)的關(guān)鍵一步,本文所述的比較方法具有較高的實(shí)用參考價(jià)值。
　　 (2)編制并使用了IFOG“測(cè)試程序”和“分析程序”,有效地提高了工作效率。其中,“測(cè)試程序”與SMT-Ⅰ型三軸模擬臺(tái)緊密結(jié)合,具有自動(dòng)化程度高、實(shí)時(shí)監(jiān)視采集數(shù)據(jù)、使用簡(jiǎn)便靈活和聲音提示等特點(diǎn);“分析程序”與“測(cè)試程序”的配合使用,使數(shù)據(jù)分析過(guò)程大大簡(jiǎn)化,具有

3、自動(dòng)化程度高、多項(xiàng)指標(biāo)分析和操作方便等特點(diǎn)。
　　 (3)首次提出了IFOG標(biāo)度因數(shù)非線性最大點(diǎn)出現(xiàn)區(qū)域的自動(dòng)探測(cè)方法,結(jié)合轉(zhuǎn)臺(tái)自由擺實(shí)驗(yàn),成功地探測(cè)出IFOG的最大和次大標(biāo)度因數(shù)非線性出現(xiàn)區(qū)域,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 (4)在對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,建立了IFOG輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型,包括改進(jìn)的靜基座下IFOG輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)基座下IFOG輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。
　　 (5)首次提出了

4、基于小波變換的動(dòng)態(tài)環(huán)境中光纖陀螺信號(hào)濾波方法,并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 (6)通過(guò)對(duì)GPS-Beeline姿態(tài)系統(tǒng)的大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試,總結(jié)出GPS姿態(tài)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的各個(gè)方面;首次發(fā)現(xiàn)GPS姿態(tài)測(cè)量中存在的長(zhǎng)期非Best現(xiàn)象,并對(duì)其產(chǎn)生原因作了初步分析,指出該現(xiàn)象的發(fā)生很可能是由于衛(wèi)星星座形狀對(duì)GPS姿態(tài)測(cè)量造成影響的結(jié)果;另外,在借鑒國(guó)外GPS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)我們?cè)谧孕虚_(kāi)發(fā)GPS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)

5、中應(yīng)該注意的一些問(wèn)題進(jìn)行了探討。
　　 (7)基于所選擇的導(dǎo)航坐標(biāo)系(東北天地理坐標(biāo)系),首次詳細(xì)推導(dǎo)了艦船捷聯(lián)/GPS慣性組合航姿系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)了自適應(yīng)卡爾曼濾波器;仿真結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)卡爾曼濾波器穩(wěn)定性好,能夠快速有效地估計(jì)出組合系統(tǒng)的系統(tǒng)噪聲方差陣Q和觀測(cè)噪聲矩陣R,從而有效提高組合航姿系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)量的估計(jì)精度,濾波穩(wěn)定后的統(tǒng)計(jì)特性均優(yōu)于單獨(dú)使用GPS定位測(cè)姿系統(tǒng)或捷聯(lián)慣性系統(tǒng),同時(shí)對(duì)其它主要導(dǎo)航參數(shù)的估