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基于微电子机械(MEMS)制造技术的捷联惯性导航系统,因其体积小、成本低、自主性强、抗振动冲击能力强等特点,在多种定位导航平台和制导武器系统有着非常广阔的应用前景。目前,军事及民用领域对导航系统的精度和可靠性要求越来越高,单一的导航系统已难以满足需求。捷联惯性导航系统自主性、抗干扰性强,因此,基于捷联惯性导航系统的组合导航系统成为解决这一问题的有效手段。本文在十三五某国防重点预研项目的支持下,对基于MEMS IMU的微型组合导航系统相关算法和技术进行了的研究和分析,主要内容如下:(1)对微惯性/北斗组合导航相关算法进行研究,包括MEMS IMU的误差标定与补偿方法、捷联惯性导航算法、微惯性/北斗紧组合导航算法;(2)对微惯性/北斗组合导航自适应滤波算法进行研究,包括给出了组合导航非线性观测模型,推导了非线性高斯滤波、无迹卡尔曼滤波和容积卡尔曼滤波,针对误差和噪声等干扰导致观测异常的情况,设计了一种自适应无迹卡尔曼滤波和自适应容积卡尔曼滤波算法;(3)针对卫星短时间失效情况,对微惯性/虚拟传感器/里程计组合导航算法进行研究,包括微惯性/虚拟传感器组合、微惯性/里程计组合、微惯性/里程计及虚拟传感器组合,给出了一种短时卫星导航失效情况下的高精度定位导航的解决方案,并取得较好的效果,提高了系统在短时卫星导航失效情况下的定位导航的精度和可靠性;(4)基于搭建的组合导航硬件平台,设计了详细的系统验证方案,包括微惯性测量单元试验、标定试验、跑车试验,对结果进行了详细的对比及分析,验证了本文设计的基于MEMS IMU的微型组合导航系统的正确性。