捷聯(lián)慣性導(dǎo)航是一門(mén)涉及多種精密學(xué)科領(lǐng)域的綜合科學(xué)技術(shù)。由于其導(dǎo)航原理是建立在慣性傳感器的測(cè)量和數(shù)字積分運(yùn)算的基礎(chǔ)上,任何微小的器件輸出誤差和算法誤差都會(huì)隨時(shí)間累積,導(dǎo)致導(dǎo)航誤差不斷增大。為了獲得高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的高精度導(dǎo)航結(jié)果,一方面要不斷提高慣性傳感器的精度和高動(dòng)態(tài)量程,并通過(guò)誤差建模和補(bǔ)償手段減小慣性器件誤差對(duì)導(dǎo)航精度的影響。另一方面捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法本身也需要隨之發(fā)展,提高在高動(dòng)態(tài)背景,特別是如圓錐運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)振動(dòng)、劃槳運(yùn)動(dòng)等惡劣環(huán)境下的性能,與慣性器件的輸出相匹配,最終滿足現(xiàn)實(shí)對(duì)高動(dòng)態(tài)和高精度捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的整體要求。本文對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)信號(hào)處理及高精度姿態(tài)速度算法進(jìn)行了深入研究。研究分為三個(gè)方面:1)陀螺儀隨機(jī)誤差的分析和建模研究;2)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下高精度的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法研究;3)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下高精度的捷聯(lián)慣導(dǎo)速度算法研究。目的是通過(guò)對(duì)陀螺儀誤差的建模和導(dǎo)航算法的優(yōu)化,進(jìn)一步提高純捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度。陀螺儀的性能對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度影響至關(guān)重要。對(duì)陀螺儀輸出噪聲的建模和補(bǔ)償,一直是高精度捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文對(duì)陀螺儀隨機(jī)噪聲的時(shí)間序列建模方法進(jìn)行了深入研究。根據(jù)陀螺儀隨機(jī)... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題的研究?jī)?nèi)容和意義
    1.2 課題相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況
        1.2.1 陀螺儀技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 陀螺儀誤差建模和補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展
        1.2.3 捷聯(lián)導(dǎo)航算法的發(fā)展
    1.3 課題的研究基礎(chǔ)與依托
    1.4 論文的內(nèi)容與安排
第二章 基于自適應(yīng)/魯棒Kalman濾波技術(shù)的陀螺儀隨機(jī)噪聲的分析和建模
    2.1 引言
    2.2 陀螺隨機(jī)噪聲數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法
        2.2.1 趨勢(shì)項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和濾除方法
        2.2.2 周期項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和濾除方法
        2.2.3 平穩(wěn)性檢驗(yàn)方法
    2.3 基于自適應(yīng)Kalman濾波的陀螺隨機(jī)噪聲AR模型建模方法研究
        2.3.1 某光纖陀螺隨機(jī)噪聲數(shù)據(jù)的預(yù)處理
        2.3.2 傳統(tǒng)Yule-Walker法建模
        2.3.3 基于自適應(yīng)Kalman濾波的AR模型建模
    2.4 基于魯棒Kalman濾波的陀螺隨機(jī)噪聲ARMA模型建模方法研究
        2.4.1 VG951光纖陀螺隨機(jī)噪聲數(shù)據(jù)的預(yù)處理
        2.4.2 基于魯棒Kalman濾波的ARMA模型建模
    2.5 陀螺隨機(jī)噪聲的MA建模方法研究
        2.5.1 某國(guó)產(chǎn)MEMS陀螺隨機(jī)噪聲數(shù)據(jù)的預(yù)處理
        2.5.2 基于Gevers-Wouters法的陀螺隨機(jī)噪聲MA建模方法
        2.5.3 基于新息遞推估計(jì)法的陀螺隨機(jī)噪聲MA建模方法
        2.5.4 y軸和z軸陀螺儀隨機(jī)噪聲的MA建模結(jié)果對(duì)比
    2.6 本章小結(jié)
第三章 圓錐姿態(tài)算法的數(shù)學(xué)分析和完善研究
    3.1 引言
    3.2 經(jīng)典3子樣圓錐算法的流程分析
        3.2.1 旋轉(zhuǎn)矢量求解的連續(xù)形式
        3.2.2 經(jīng)典圓錐運(yùn)動(dòng)模型
        3.2.3 經(jīng)典圓錐算法的流程分析
    3.3 經(jīng)典3子樣圓錐算法假設(shè)的完善證明
    3.4 經(jīng)典圓錐算法的深入分析
        3.4.1 完備的3子樣經(jīng)典圓錐算法通式
        3.4.2 簡(jiǎn)化3子樣經(jīng)典圓錐算法
        3.4.3 仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 圓錐運(yùn)動(dòng)環(huán)境下二階高精度旋轉(zhuǎn)矢量姿態(tài)算法研究
    4.1 引言
    4.2 二階角增量圓錐優(yōu)化算法
        4.2.1 傳統(tǒng)角增量圓錐算法誤差分析
        4.2.2 二階3子樣角增量圓錐優(yōu)化算法
        4.2.3 角增量圓錐算法誤差分析
        4.2.4 三種角增量圓錐算法的時(shí)間開(kāi)銷研究
    4.3 角增量圓錐算法仿真驗(yàn)證
    4.4 二階角速率圓錐優(yōu)化算法
        4.4.1 傳統(tǒng)3子樣角速率圓錐算法
        4.4.2 二階3子樣角速率圓錐優(yōu)化算法
        4.4.3 角速率圓錐算法誤差分析
    4.5 角速率圓錐算法仿真驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 非圓錐環(huán)境下二階高精度旋轉(zhuǎn)矢量姿態(tài)算法研究
    5.1 引言
    5.2 旋轉(zhuǎn)矢量算法的實(shí)用性分析
    5.3 振動(dòng)環(huán)境下的二階旋轉(zhuǎn)矢量?jī)?yōu)化算法
    5.4 非振動(dòng)環(huán)境下諸旋轉(zhuǎn)矢量算法的性能分析
    5.5 數(shù)字仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.5.1 振動(dòng)環(huán)境下的仿真驗(yàn)證
        5.5.2 非振動(dòng)環(huán)境下的仿真驗(yàn)證
        5.5.3 轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 高動(dòng)態(tài)環(huán)境下適用于不同傳感器輸出組合的高精度速度算法研究
    6.1 引言
    6.2 速度計(jì)算中的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)和劃槳效應(yīng)分析
    6.3 基于角增量和比力的劃槳算法研究
        6.3.1 基于角增量和比力的2間隔劃槳算法的一般結(jié)果
        6.3.2 基于角增量和比力的2間隔劃槳優(yōu)化算法
        6.3.3 基于角增量和比力的劃槳優(yōu)化算法通式
    6.4 基于角速率和速度增量的劃槳優(yōu)化算法研究
        6.4.1 基于角速率和速度增量的劃槳算法的一般結(jié)果
        6.4.2 基于角速率和速度增量的劃槳優(yōu)化算法通式
    6.5 仿真驗(yàn)證
    6.6 跑車實(shí)驗(yàn)
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文的主要工作與創(chuàng)新
        7.1.1 論文的主要工作與研究?jī)?nèi)容
        7.1.2 論文的創(chuàng)新性工作總結(jié)
    7.2 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]光纖捷聯(lián)航姿系統(tǒng)信號(hào)處理與姿態(tài)算法研究[D]. 祝燕華.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3269560