【摘 要】
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本文立足于型号背景,结合箭载激光陀螺捷联式惯导系统的特点,进行算法设计与半实物仿真及系统误差分析研究。捷联式惯导系统算法设计、仿真与误差分析是利用系统综合方法提高捷
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本文立足于型号背景,结合箭载激光陀螺捷联式惯导系统的特点,进行算法设计与半实物仿真及系统误差分析研究。捷联式惯导系统算法设计、仿真与误差分析是利用系统综合方法提高捷联系统精度的一项关键技术。它减轻了对惯性仪表、惯性系统加工、装配精度的过高要求,同时也减轻了对高精度测试设备的依赖。本文研究的系统综合方法及仿真实验方法具有较强的通用性,可作为后续类似捷联惯导系统精度评估的平台,是一种有着广泛应用前景的技术。 本文从激光陀螺捷联惯导系统的误差形成和传播过程分析入手,研究了对激光陀螺本体误差建模的理论基础与存在的问题,分析了分离测试设备误差因素的建模及标定方法。卡尔曼滤波器是一种动态最优估计方法,通过对卡尔曼滤波器在用于捷联惯导系统初始对准中存在的问题的分析,根据运载体姿态动力学模型特点,提出了一种利用外部光学观测信息的改进卡尔曼滤波器设计方案,不仅有效地克服了由于随机噪声的不确定性造成卡尔曼滤波器性能下降的问题,而且对准的速度也得到了显著的提高。捷联算法的综合设计决定着导航精度的好坏,本文采用先进的双速算法,融合圆锥误差补偿与划桨误差补偿算法,重在分析实时控制计算四元数的计算精度和正交性的方法,试图就四元数计算所引起的误差及其传播方式的最优控制进行讨论,并对捷联矩阵算法进行补偿分析,提出改进的导航算法。 针对上述改进的卡尔曼滤波器设计方案与导航算法进行仿真,结果表明本文提出的系统综合设计方案与优化算法是有效可行的,建立的半实物仿真平台是能推广使用的。 在本文的最后,讨论了激光捷联系统参与运载制导的精度分析,并且给出了理论弹道飞行结果与捷联惯导系统参与制导的精度比较结果,表明采用捷联优化算法的导航性能有了较大程度的提高。
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