快速性、準確性和可靠性一直是武器研制過程中相互影響的技術難點,需要均衡考慮三者影響后,合理設計出系統(tǒng)的各項性能指標。研究軍用車載導航技術時,提高系統(tǒng)的快速性可以體現(xiàn)為讓載體在技術陣地完成初始對準的全部過程,在轉(zhuǎn)場的過程中只需保持系統(tǒng)的精度、保證系統(tǒng)誤差在允許的范圍內(nèi),即可讓載體到達發(fā)射陣地后無需再花費時間進行對準,符合快速性的設計原則,有助于增加武器作戰(zhàn)時整體的生存能力。本文主要使用捷聯(lián)慣性導航結(jié)合其他技術來解決在行進過程中受多方面影響面臨的精度降低、誤差累積等問題。捷聯(lián)慣性導航(SINS)因自主性高等特點成為了國防軍事中的重要導航方式,是熱門的導航研究內(nèi)容之一。隨著現(xiàn)代軍事發(fā)展,為滿足車載導航系統(tǒng)高精度和高可靠性的要求,研究人員提出了基于SINS新一代組合型導航的研究方向,使用多種導航技術相互配合能夠最大程度地體現(xiàn)各自優(yōu)點,提供精度更高的導航信息。本文使用軌跡發(fā)生器獲得規(guī)劃的軌跡信息,模擬載車行進間轉(zhuǎn)場過程,進行SINS導航仿真實驗,結(jié)果表明該算法處理的系統(tǒng)導航精度高,滿足閉環(huán)原則;引入各項誤差后系統(tǒng)誤差隨時間迅速增加、誤差曲線發(fā)散嚴重,難以保持行進間的精度。本文基于SINS導航技術研究了組合導航精度保持系統(tǒng)的方案并設計其構(gòu)成模塊,分別選取SINS+GPS結(jié)合模式,建立相關速度、位置等多種類型的誤差模型,并考慮了桿臂誤差,增加了實際工程應用的可行性;選取SINS+里程計(OD)結(jié)合模式,在原基礎上另外添加了安裝誤差及里程計刻度系數(shù)誤差,構(gòu)造成為綜合誤差模型。根據(jù)系統(tǒng)的誤差方程結(jié)構(gòu),選取卡爾曼濾波方法對誤差數(shù)據(jù)處理,選擇多種狀態(tài)量和觀測量進行濾波更新,然后每隔一段時間采用速度和位置反饋的方式對SINS導航信息實時修正。此結(jié)構(gòu)可提高系統(tǒng)精度并且增加系統(tǒng)能實時反饋的特性。結(jié)果表明最優(yōu)估計的系統(tǒng)誤差符合行進間精度保持的技術要求,增加了系統(tǒng)的適應性。為了提高系統(tǒng)可靠性、增加系統(tǒng)容錯能力,基于聯(lián)邦濾波算法、信息融合技術等理論,綜合構(gòu)建了SINS+GPS+OD組合導航,設計出無重置聯(lián)邦濾波結(jié)構(gòu)的主子濾波器并分析了具體估計算法。仿真表明此算法有效,雖然組合濾波后的次優(yōu)估計結(jié)果稍差于子濾波器的最優(yōu)估計結(jié)果,但系統(tǒng)誤差仍在許可范圍內(nèi),提高容錯性的同時可以起到行進間系統(tǒng)的保持精度的作用。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TJ810.3


本文編號：2840905