GPS輔助SINS動態(tài)對準關鍵模型研究.pdf

1、捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)是一種重要的自主式導航設備,廣泛應用于軍事和民用等諸多領域。初始對準是捷聯(lián)慣導獨自導航及組合導航的關鍵技術,其中衛(wèi)星導航系統(tǒng)輔助捷聯(lián)慣導動態(tài)初始對準是一個重要的研究方向。論文針對 GPS輔助捷聯(lián)慣導動態(tài)對準中的關鍵模型開展研究,包括INS元件誤差的辨識和處理、地固系下基于多種姿態(tài)描述方法的SINS誤差模型、GPS輔助捷聯(lián)慣導動態(tài)初始對準的魯棒非線性濾波算法以及 GPS/INS緊組合初始對準的觀測模型及魯棒濾波算法等等。取

2、得的主要研究成果如下:
　　(1)采用Allan方差和功率譜密度對實測陀螺信號進行辨識,根據(jù)辨識結果重構性質相同的陀螺信號,表明辨識方法的正確性;提出一種基于經驗模態(tài)分解的非平穩(wěn)陀螺信號平穩(wěn)化處理方法。通過與小波分析等方法比較實驗,表明該方法能有效地辨識出非平穩(wěn)信號序列中的趨勢項,可提高信號的正態(tài)性。
　　(2)建立了地固系下任意失準角SINS系統(tǒng)誤差模型,并給出了其大方位失準角誤差模型和小失準角誤差模型的簡化公式,實驗證明

3、該模型能適用于 GPS輔助下各種失準角情形下的初始對準,當失準角較小時,小失準角線性誤差模型的估計精度和計算效率較高。
　　(3)建立了地固系下基于四元數(shù)、羅德里格參數(shù)、修正羅德里格參數(shù)的SINS系統(tǒng)誤差模型,通過實驗給出了上述模型的適用范圍?；赟O(3)理論給出了上述幾種姿態(tài)描述方法的高階 Cayley表述方法,實驗分析了基于幾種不同姿態(tài)方法的SINS誤差模型估計精度和計算效率。
　　(4)基于奇異值分解,提出一種新的H

4、∞魯棒Cubature卡爾曼濾波算法。該算法可以有效抑制因約束參數(shù)選擇不當引起的濾波發(fā)散,放寬了該參數(shù)的取值范圍進一步提高了算法的魯棒性,分析了最優(yōu)約束參數(shù)的迭代界限和迭代步長對濾波結果的影響。
　　(5)建立了GPS/INS緊組合初始對準的雙差偽距/偽距率觀測模型,實驗表明引入雙差偽距率觀測值可以有效提高緊組合初始對準的精度和收斂速度。提出一種多重漸消H∞魯棒Cubature卡爾曼濾波算法。該算法可以有效抑制原始觀測值粗差,提高