船体变形是影响船载设备精度的一个重要因素,其测量精度对于构建船体统一姿态基准具有重要意义。基于惯性信息匹配的船体变形测量技术测量精度高,易于实现,并且可以实时动态的测量船体变形角,因而成为目前的一个热门课题。本文采用双光纤捷联惯性导航系统测量船体变形角,对基于惯性测量匹配法的船体变形测量技术进行了深入的研究,设计了基于Visual Studio 2017软件的船体变形测量软件系统,对四种惯性测量匹配方法进行了分析研究,并针对测量过程中船体变形模型不匹配以及惯性系统量测噪声不单一的问题,提出了相应的解决方法,为进一步研究船体变形测量技术打下基础,本论文的主要内容概括如下:第一,从物理模型和数学模型两方面对船体变形模型进行分析研究。一方面通过Ansys Workbench软件构建船体有限元模型和船体外流场模型,模拟出波浪载荷,并将其施加到船体模型上分析船体的压力及变形,进而通过流固耦合的方式得出船体在波浪载荷影响下的真实变形;另一方面对船体静态变形和动态变形建立了数学模型,为后文研究惯性测量匹配法奠定基础。第二,对惯性测量匹配方法进行了研究,分别对角速度匹配法、速度+角速度匹配法、姿态增益匹配法和速度+姿态匹配法进行了理论分析和算法推导,分析了陀螺和加速度计的漂移特性并建立了模型,然后将船体变形角建模为静态变形角和动态变形角的形式,最后通过仿真试验验证了惯性测量匹配法的测量精度可以达到30″,能够有效的测量船体变形角。第三,针对船体变形测量系统中模型不确定引起的误差问题,设计了一种基于姿态增益匹配的强跟踪卡尔曼滤波算法,该算法通过自适应的在线调整渐消因子对数据通道进行渐消,即使当滤波达到稳态时仍然可以调整滤波增益来减小滤波估计误差。同时,针对惯性仪器受到的非高斯噪声产生的误差问题,设计了一种最大相关熵卡尔曼滤波算法,该算法以最大相关熵为最优准则,不仅能捕获通常的二阶统计信息,而且还可以获得更高阶的统计信息。通过仿真试验验证了本文所提算法的有效性,结果表明,估计精度可以提高10%30%。第四,基于Visual Studio 2017软件的MFC平台,设计了基于双光纤捷联惯性系统的船体变形测量软件系统,通过采用六自由度摇摆台的船体变形测量半实物模拟试验,对船体静态变形角以及动态变形角进行了模拟试验,从而验证本文所提算法可行性,并证明了利用惯性系统测量船体变形的可行性以及船体变形测量软件系统的有效性。