旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)是目前捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的研究熱點之一。本文以光纖陀螺單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣導系統(tǒng)為研究對象,對單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制系統(tǒng)的誤差自補償技術(shù)、慣導系統(tǒng)初始對準方法以及旋轉(zhuǎn)軸陀螺常值誤差的估計標校進行了研究,并完成了相關(guān)的試驗驗證。論文主要內(nèi)容如下:1.研究了單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理,并在此基礎(chǔ)上推導了系統(tǒng)的速度誤差方程,姿態(tài)誤差方程和位置誤差方程,針對單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)傳感器元器件的誤差傳遞特性,研究了旋轉(zhuǎn)調(diào)制的原理。2.研究了單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的初始對準方法�？紤]系統(tǒng)工作環(huán)境的動態(tài)特性,提出了基于凝固法的粗對準和基于速度匹配的H∞濾波精對準方法。對該方法進行了數(shù)學仿真與實驗驗證,結(jié)果表明該方法能提高慣導系統(tǒng)的初始對準精度,從而提高了單軸旋轉(zhuǎn)慣導系統(tǒng)定位精度。3.研究了單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸陀螺標校技術(shù)。單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)軸的陀螺漂移無法被調(diào)制,該誤差會引起慣導系統(tǒng)隨時間積累的位置誤差。為了提高系統(tǒng)長時間導航精度,提出了一種基于高斯過程回歸的精確標校方位陀螺漂移的方法。對該方法進行了數(shù)學仿真,結(jié)果表明該方法能夠精確辨識慣導系統(tǒng)的方位陀螺常值漂移,從而提高了單軸旋轉(zhuǎn)慣導系統(tǒng)定位精度。4.利用單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)樣機進行了一系列實驗,包括靜態(tài)實驗、搖擺實驗和跑車實驗等,實驗取得了預(yù)期的結(jié)果,驗證了本文所提方法的可行性和有效性。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN961
【部分圖文】：

這兩款型號的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣性導航系統(tǒng)的性能優(yōu)良，且成本低廉，因此大量裝備于艦??船和潛艇，成為應(yīng)用最為廣泛的旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)［３２］。??圖１．３為ＭＫ３９Ｍｏｄ３Ｃ型號的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣性導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。ＷＳＮ－７Ｂ系統(tǒng)與??ＭＫ３９Ｍ〇ｄ３Ｃ系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為相似。??１９８５年，美國Ｒｏｃｋｗｅｌｌ公司研制出基于環(huán)形激光陀螺的導航儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用正反連續(xù)旋轉(zhuǎn)??的調(diào)制方式［Ｂ】，順序為先順時針轉(zhuǎn)動６圈然后再逆時針轉(zhuǎn)動６圈，轉(zhuǎn)動的角速率為７０７ｓ，在該方案??中，環(huán)形激光陀螺的閉鎖問題能夠被有效的被解決，同時周期性的轉(zhuǎn)動，使得陀螺儀和加速度計常??值誤差在水平方向上的分量被調(diào)制補償，從而提高系統(tǒng)的導航定位精度。??１９８８年，Ｌｉｔｅｆ公司成功研制出了?ＰＬ４１ＭＫ４型基于激光陀螺的單軸旋轉(zhuǎn)慣性導航系統(tǒng)，并且應(yīng)??用于德國海軍潛艇。該系統(tǒng)的初始對準時間總長為３０ｍｍ，在對準工程中，利用ｋａｌｍａｎ濾波技術(shù)實??現(xiàn)對激光陀螺零位的標校補償［３４］。??１９９５年，美國的波音公司幵展基于光纖陀螺的旋轉(zhuǎn)式慣性導航

?ｆＭ，＊?Ｌｍ??圖１．３?ＭＫ３９Ｍ〇ｄ３Ｃ型號的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)調(diào)制慣圖１．４激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)??性導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??１．３單軸旋轉(zhuǎn)慣導關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀??旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)能夠有效地提高捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的導航定位精度，并且對于傳統(tǒng)的慣性導航系??統(tǒng)而言，其系統(tǒng)具有精度更高的優(yōu)點，非常適用于艦船、潛艇等需要長時間工作的環(huán)境ｍ。因此研??宄旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)具有十分重要的工程實用價值。??對于單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)而言，高精度的導航定位包括三大關(guān)鍵技術(shù)，分別為：慣??性儀表技術(shù)、初始對準技術(shù)以及系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸軸向陀螺常值漂移誤差標定與補償技術(shù)。慣性儀表是導??航定位系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，從根本上提高系統(tǒng)的導航定位精度需要提高系統(tǒng)的慣性器件測量精度，然??而高精度的慣性器件在短時難以實現(xiàn)，所以針對確定了慣性器件精度的單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)，??研宄其初始對準技術(shù)和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸軸向陀螺常值漂移誤差標定與補償技術(shù)具有重要意義。故本文針??對這兩個方面的關(guān)鍵技術(shù)進行分析，針對它們的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行詳細的介紹與說明。??１．３．１雑旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)初始對準算法研究現(xiàn)狀??初始對準是單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其對準結(jié)果會直接影響系統(tǒng)的導航定??位性能。從控制的角度來說

用符號Ｏｒ成表示，原點０選取在載體的重心處，％軸沿著載體的橫軸方向指向右端，邛軸沿??著載體的縱軸方向指向前端，＆軸與》軸和；４軸構(gòu)成右手直角坐標系，指向載體的立軸方向向上。??固聯(lián)在載體上的。如圖２．２所示。??（５）
【參考文獻】

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本文編號：2852305