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本文针对SINS/GPS组合导航系统的导航算法、可观测度分析及精度评估开展了系统研究,主要研究内容包括:分别对捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System, SINS)和全球定位系统(Global Positioning System, GPS)的工作原理及其误差传播特性进行了深入研究,建立了SINS/GPS组合导航系统误差状态方程和量测方程,并设计了相应的组合导航Kalman滤波器;同时,编制了基于数值积分算法的轨迹发生器,模拟输出飞行器在不同机动模式(俯仰爬升、匀速平飞、加速直线飞行、转弯机动、正弦机动)下的位置、速度和姿态信息,并通过解算得到惯性元件(inertial measurement unit, IMU)的比力及角速度测量输出;最后,通过数学仿真验证了所建系统模型的正确性。以分段线性定常系统(Piece-Wise Constant System,PWCS)可观测性分析理论和方法为基础,利用模拟得到的SINS和GPS数据,运用奇异值分解法(Singular Value Decomposition, SVD)对不同机动模式下SINS/GPS组合导航系统状态变量的可观测度进行了仿真分析,明确了各种机动模式对系统可观测性的影响程度。针对SVD法存在的一些缺陷,对其作了适当改进,包括单一时间段内状态矩阵及观测矩阵的归一化求取、省略外观测量的分析方法、对右奇异向量与状态变量间对应关系的研究及对可观测度标准的重新定义等,简化并完善了奇异值分解法。同时,本文对SVD法存在的数值奇异现象作了合理解释。分别设计了固定区间最优平滑滤波器和固定点最优平滑滤波器,结合前述不同机动轨迹,对SINS/GPS组合导航系统的导航精度进行了仿真评估。通过对比分析仿真结果,验证了该两种算法在精度评估方面的有效性,明确了二者的优缺点,并进一步佐证了SVD法对Kalman滤波器可观测度分析的指导作用。