捷联惯导系统动基座初始对准及其它相关问题研究.pdf

分类号密级UDC编号西北工业大学博士后研究工作报告捷联惯导系统动基座初始对准及其它相关问题研究严恭敏工作完成日期2006年11月－2008年11月报告提交日期2008年11月西北工业大学（陕西•西安）2008年11月中文题名捷联惯导系统动基座初始对准及其它相关问题研究英文题名OnSINSIn-movementInitialAlignmentandSomeOtherProblems博士后姓名严恭敏流动站（一级学科）名称兵器科学与技术专业（二级学科）名称武器系统与运用工程研究工作起始时间2006年11月研究工作期满时间2008年11月单位名称西北工业大学报告提交日期2008年11月西北工业大学博士后研究工作报告摘要摘要报告中除了对捷联惯导系统（SINS-StrapdownInertialNavigationSystem）动基座初始对准进行重点分析和研究外还针对以下问题作了深入研究或探讨它们包括：大失准角下的SINS初始对准技术、SINS内杆臂效应分析与补偿、激光陀螺整周期采样对捷联惯导姿态解算的影响及其修正方法、经典圆锥误差补偿精度估计。报告的主要研究内容介绍如下：1、根据SINS的正常导航更新算法详细推导了逆向导航算法。在分析平台罗经初始对准原理基础上提出了捷联罗经动基座初始对准的原理并推导了适合于软件编程的具体算法。在导航计算机存储容量足够大并且计算能力足够强的条件下通过逆向导航算法将动基座初始对准与位置导航有机结合起来达到同时实现了初始对准和位置导航的目的。在运载体运动情况下还提出了一种适用于SINS动基座初始对准的新算法该算法以惯性空间为参考基准将初始对准姿态矩阵的实现分解为三部分其核心是通过惯导比力方程变形获得外界测速仪（或GPS）辅助测量、加速度计输出和重力加速度之间的关系从中求解出两个特定惯性系之间的常值变换矩阵。2、基于欧拉平台误差角的概念提出了大失准角误差条件下的SINS非线性初始对准误差模型该模型无法再用经典的加性噪声模型描述。为了降低滤波计算量在系统模型噪声和量测噪声均为复杂加性噪声并且量测方程是线性方程时推导了简化的UKF（UnscentedKalmanFilter）滤波方法对静基座下SINS初始对准进行了仿真试验结果表明大失准角条件下的SINS误差模型和简化UKF滤波估计方法是有效的。3、在实际捷联惯性测量组件（SIMU-StrapdownInertialMeasurementUnit）中三个加速度计本质上测量的是