長航時高精度捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差抑制技術研究.pdf

1、新時期，船舶需要進行大海域、長時間的航行，完成相關的任務。船舶捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)需要為船舶提供航行、操控相關信息，為船舶搭載的儀器設備提供參考信息。這就要求船舶捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)具備長時間、高精度的自主導航定位能力。木論文從系統(tǒng)算法和系統(tǒng)方案上，研究在導航階段，提高捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)性能的關鍵技術--旋轉調制技術和阻尼技術，主要工作有：
　　 首先，介紹了單軸旋轉式捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的概念，定義旋轉式捷聯(lián)系統(tǒng)中的常用坐標系，利用單軸轉臺構建

2、旋轉式捷聯(lián)慣導系統(tǒng)并對該系統(tǒng)進行分析。推導出旋轉式慣導系統(tǒng)的比力、速度、位置方程，建立了以陀螺和加速度計誤差為誤差源的姿態(tài)、速度、位置誤差傳播方程。構建了旋轉式捷聯(lián)慣導系統(tǒng)靜基座條件下，多誤差源同時激勵的系統(tǒng)誤差傳播模型。
　　 其次，通過旋轉式捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差傳播模型，對誤差抑制技術的本質進行解釋，并對慣性測量組件(Inenial Measurement Unit，IMU)的常值誤差旋轉自補償原理進行分析。通過分析IMU上兩個

3、對稱位置誤差的累積效果，討論了旋轉對慣性測量組件的常值誤差、標度因數(shù)誤差、安裝誤差及二次項誤差的抑制情況。隨后，從頻域上分析了多誤差源共同作用的情況下，旋轉對多誤差的全局抑制情況。在上述分析的基礎上，介緇了一種在工程上普遍使用的單軸四位置轉停方案，并通過該方案對以上分析結果進行仿真研究，驗證了上述分析的正確性。
　　 為了對捷聯(lián)慣導系統(tǒng)中陀螺和加速度計的隨機誤差分量進行補償，引入阻尼誤差抑制技術。分別對水平阻尼和方位阻尼的原理、

4、網絡結構和網絡參數(shù)進行了解釋和設計。利用阻尼式慣導系統(tǒng)的信息流程圖，重點分析在外速度阻尼系統(tǒng)中，外速度誤差對水平失準角和方位失準角的影響。開拓性地研究了長周期正弦振蕩形式洋流所導致的外全阻尼慣導系統(tǒng)誤差，并進行了相應的模擬仿真實驗分析。
　　 最后，針對船舶機動或海況變化較大時外水平阻尼系統(tǒng)誤差振蕩幅度變大的問題，提出一種新的設計方案，采用阻尼網絡參數(shù)最優(yōu)調整方法，根據(jù)實際的外速度誤差情況，實時校正阻尼參數(shù)，使由船舶的機動性或海