导读:本文包含了无陀螺惯性导航论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:惯性导航系统,原子干涉陀螺,噪声机理分析,关键参数测试
无陀螺惯性导航论文文献综述
张淋[1]（2019）在《原子干涉陀螺惯性测量与监控导航技术研究》一文中研究指出惯性导航是重要的无外界信息源定位方法,在军民应用领域都具有重要意义。陀螺仪和加速度计作为惯性导航系统的测量单元,其器件精度决定了惯导系统姿态和导航精度,同时器件的数据更新率和稳定性是系统至关重要的性能指标。原子干涉陀螺作为量子器件的代表,是当前预期精度最高的新型陀螺,是解决高精度水下定位问题的首选器件。但是由于实验室环境中的误差、噪声相关研究不足,当前测量精度与预期理论精度极限相差甚远。局限于分辨力提升带来数据更新率损失,同时当前技术条件下原子干涉仪难以实现多轴同步测量,国内外的原子干涉陀螺多用于单轴、常量的测量实验。可见,将原子干涉仪作为惯性导航系统中的测量器件,为水下无人航行器长航时自主导航系统提供新的技术途径,涉及一系列重要科学问题和关键技术问题,是惯性导航领域的前沿性课题。近年来,随着光学、物理学领域相关技术的进步,原子干涉陀螺输出稳定性得到了较大的提升,在地球自转测量方面展现出了较好的长期稳定性,但是基于其原理上的特殊性导致现有陀螺测试方法无法实现准确的特性测试。而陀螺关键参数测试是从实验室常量的测量到实际惯性导航应用的必经步骤,也是水下无人航行器的试验、航行过程中可靠工作的基础。对陀螺仪数据特性与系统机理进行深入研究,探索可靠的陀螺测试方法,对于指引陀螺性能提升方向具有重要意义,然而目前国内外对此的研究报道较少。本文通过研究原子干涉陀螺系统构成机理及主要误差、噪声来源,提出了基于叁脉冲对抛构型的原子干涉陀螺系统噪声模型并实现噪声抑制,同时面向惯性导航系统应用场景展开了仿真及实验研究。论文主要内容如下:首先,针对原子干涉仪作为转动测量仪器存在噪声机理不明确、无法达到预期测量精度的问题,开展原子干涉仪系统噪声机理研究,提出了基于相变函数的能量谱分析方法,解决了现有方案存在某些频率噪声无法被辨识的问题,实现了全频段相位噪声的分析与补偿,并准确量化了相位噪声对测量结果影响的统计方差,对于原子干涉陀螺仪噪声模型的建立具有重要参考意义。进一步从机理上分析反射镜振动噪声对干涉测量过程的影响,实现环境扰动到相位噪声的转化,并利用相变函数方法进行量化评估及实时补偿。基于上述理论分析,建立了系统隔振平台性能的仿真测试环境,通过仿真实验对实验室环境下的地面振动噪声进行隔振效果验证,并利用相变函数量化补偿地面振动噪声对相位结果的影响;其次针对原子干涉陀螺系统技术成熟度不足、国内外缺少面向惯性导航系统的原子干涉陀螺惯性测量评价方法研究的问题,参考光纤陀螺、激光陀螺的国家军用标准、IEEE测试方案、Allan方差分析方法等,基于原子干涉仪角速度测量原理和系统各部分构成机理,提出了反映其核心技术成熟度的原子装载速率、冷却温度极限、系统信噪比等关键参数的测试方案,并基于原子装载速率、冷却温度测试结论实现了原子干涉陀螺仪双环路测量信噪比的准确计算。当原子干涉陀螺仪双环路输出信噪比均优于30dB以上时,双环路差分相位误差约为1%,角速度测量精度优于0.001°/h;再次,针对近年来原子干涉陀螺的实验室数据,面向水下无人航行器的长航时应用,提出了叁种改进的Allan方差方法并进行机理分析,建立了原子干涉陀螺的随机噪声仿真模型;并加入安装误差、标度因数误差、陀螺零位偏差等考虑,实现了原子干涉陀螺的随机噪声仿真模型和动态输出模型的建立。量子惯性导航系统的仿真环境的搭建,为载体长航时自主惯性导航系统仿真提供了数据支撑,并为原子干涉陀螺仪本体性能提升、噪声评估与补偿提供了工程应用指导;最后针对原子干涉陀螺在建立惯性导航系统过程中存在的两大问题:数据更新率过低和当前无法实现多轴同步测量的问题,提出了基于角速度匹配方法的监控导航方案:利用高精度原子干涉陀螺作为附加陀螺,监控成熟的、高数据更新率的光纤惯性导航系统,大幅降低惯性导航系统的定位误差。在MATLAB环境中建立了基于叁轴原子干涉陀螺和光纤惯性测量单元的监控导航方案,并通过海上验证性试验验证了这一监控方案的导航性能,大幅度提升了光纤惯性导航系统的速度精度、定位精度,为水下无人航行器的长时间潜航提供了可靠定位信息。这一监控导航方案充分发挥了原子干涉陀螺仪的测量稳定性优势,为水下无人航行器的长航时自主导航系统提供了一种新的设备方案和技术途径。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
艾国[2]（2018）在《基于曲线匹配的地图匹配辅助激光陀螺惯性导航技术》一文中研究指出高精度激光陀螺定位定向系统广泛应用于炮兵测地车、导弹发射车等车载平台,由于激光陀螺定位定向系统误差随时间快速积累,因此需要外部信息对其误差进行校正。目前惯性导航系统外部辅助观测手段主要有:零速修正、里程计、卫星导航等,基于卡尔曼滤波实现惯性导航系统误差校正,但均难以满足长时间、高效率、高精度、抗干扰的自主导航定位需求。地图匹配技术具有自主、高精度的特点,采用地图匹配与激光陀螺惯性导航系统相结合,形成地图匹配辅助惯性导航系统可满足以上要求。研究并提出基于曲线匹配的地图匹配方法,充分利用激光陀螺惯性导航系统的高精度姿态信息,基于线特征点间切向量夹角随弧长的变化量衡量待匹配曲线特征间的相似度,较现有的点到点、点到线的匹配技术有更高的定位精度。通过实验分析,曲线匹配修正后激光陀螺定位定向系统水平精度优于15m。(本文来源于《光学与光电技术》期刊2018年04期）
石玉巍,于旭东[3]（2017）在《激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断技术》一文中研究指出国内目前对于惯性导航系统的故障诊断技术的研究主要停留在理论阶段,研制了一套激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断装置工程样机。该样机主要包括硬件和软件两部分,硬件为一个激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断装置,软件部分实现了串口读写、数据采集、信号处理、故障诊断等功能,样机能够对激光陀螺惯导系统进行在线检测、诊断和故障判别。该装置的研制对提高激光陀螺惯导系统的使用效率、缩短维修维护周期具有重要意义。对激光陀螺惯导系统在线测试的试验结果表明该装置具有很好的故障检测性能,能够及时发现激光陀螺惯导系统存在的故障并作出预警。(本文来源于《电子测量技术》期刊2017年01期）
赵小明,皮燕燕,张群,侯斌[4]（2016）在《捷联式光纤陀螺惯性导航系统在石油管道测绘中的应用》一文中研究指出随着国内油气行业的不断发展,长距离埋地油气管道越来越多地应用于油气产品的运输。但由于地质灾害等因素会使管道局部发生较大的弯曲应变,并产生附加应力,导致管道失稳或材料损坏。为了避免管道失效事故的发生,需要定期对管道进行检测并记录管道上漏点的位置,以便后续维修。利用管道内检测工具(简称"Geometry Pig")对管道位置的测量是目前国内外管道行业公认的对管道进行安全检测的有效方法。目前,国外许多知名管道检测公司利用惯性导航系统实现了对管道的定位分析,但是由于国外公司对此项技术的垄断,国内机构在这方面的研究起步较晚,多数研究还处在实验阶段。本论文给出了基于捷联式光纤陀螺惯性导航系统对长距离油气管道位置的测量方案。系统结合里程计、地面差分GPS信息进行数据融合,对管道的位置信息进行解算。解算算法中的扩展型卡尔曼滤波对各种传感器所产生的误差进行修正,结合标记点信息对测量轨迹进行误差修正。最终对80多公里的管道进行了测量,定位精度优于3m。(本文来源于《第十八届中国科协年会——分6 军民融合高端论坛论文集》期刊2016-09-24）
唐嘉,张乃千,徐攀[5]（2016）在《激光陀螺：惯性导航系统上的“明珠”》一文中研究指出用于开展引力波研究的“天琴计划”，第一阶段将于日前完成大型激光陀螺仪等地面辅助设施建设。近期，美国国防后勤局划拨3890万美元，授权霍尼韦尔国际公司为美国海军AN/ WSN-7(V)海上导航系统研制环形激光陀螺系统。激光陀螺，又叫环形激光器，在加速度计配(本文来源于《学习时报》期刊2016-08-22）
刘想玲[6]（2016）在《激光陀螺惯性导航系统单点位置校准技术研究》一文中研究指出舰船、潜艇等的应用环境要求惯导系统工作时间长达几天甚至几个月,基于惯导系统的工作原理,误差过度发散便会导致系统失去导航能力,保证惯导系统长航时高精度至关重要。研究表明,惯性器件是惯导系统的核心,要满足惯导系统长航时高精度导航需求,关键是提高惯性器件的实际使用精度。从技术成本和研制周期考虑,研制高精度惯性器件不可取。因此,需采取系统级的补偿技术加以实现。旋转调制技术属于系统自动补偿的范畴,可以消除激光惯导的多项误差因素,使得系统的输出误差为随机漂移和剩余误差。系统工作于水平阻尼模式下,消除随机漂移的影响。将剩余误差看作常值,通过误差方程的推导建立系统位置和航向角误差与陀螺常值漂移之间的直接对应关系,通过单点位置校准技术进行消除。以实现惯导系统长航时高精度。本论文针对激光陀螺捷联式惯导系统,分析了双轴旋转机制对误差的自补偿效果以及双轴旋转激光陀螺惯导系统剩余误差产生机理。具体研究了十六位置转停方案的实施过程和可行性。分析了旋转式捷联惯导系统误差表现形式以及利用外速度水平阻尼技术消除舒拉振荡误差的原理。水平阻尼工作模式保证了定位误差与陀螺常值漂移之间对应关系的合理性。通过分析,考虑外界位置信息受限条件下的单点位置校正理论和方法,推导出四种单点位置校准方法数学模型以及最优转换原则理论及其平滑过渡处理,保证双轴激光陀螺惯导系统长航时高精度。在完成了工作在水平阻尼模式下的双轴激光陀螺惯导系统单点位置校准技术的算法分析与模型建立之后,构建系统仿真数学模型,完成MATLAB仿真。通过对比分析验证论文所述算法的可行性和有效性以及四种单点位置校准方法各自的优缺点。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-06-01）
常国宾,李胜全[7]（2014）在《惯性技术视角下动态重力测量技术评述(四):无陀螺惯性导航与重力梯度测量的融合》一文中研究指出加速度差分式重力梯度仪与无陀螺惯性导航系统都采用一组在叁维空间中布置的加速度计,二者在硬件配置和工作原理层面都具有紧密联系。从比力测量的空间差分公式出发,详细推导了重力梯度测量和无陀螺惯性导航系统共同的工作原理,指出当前对后者的研究中存在的忽略重力梯度的问题,并论述了二者的融合应用。(本文来源于《海洋测绘》期刊2014年06期）
祝苗苗[8]（2012）在《无陀螺捷联惯性装置/星敏感器组合导航方法研究》一文中研究指出无陀螺捷联惯性装置/星敏感器组合导航是以无陀螺捷联惯性装置为主，而星敏感器测得的姿态信息为辅，综合利用无陀螺捷联惯性装置与星敏感器来提高载体的导航精度。捷联惯导系统具有数据更新率高的优点，但自身也有着不可忽略的缺点，即由于其是对时间进行两次积分得到的，其位置误差会随时间累积而增大；所以引进星敏感器与其进行组合，虽然它的数据更新率比较低，可它的误差不随时间推移而累积。遂针对精度高，长航时的船用特点，本文将无陀螺捷联惯性装置与星敏感器组合起来，通过用星敏感器观测那些具有已知方位信息的恒星得到的较准确的姿态信息，来弥补惯性基准随时间延续而导致导航误差积累的缺点，将两者进行恰当的组合，尽量施展彼此的优越性能，弥补彼此的弱项，继而形成具有优良性能的组合导航系统。该系统不仅弥补了惯导误差随时间累积的缺点，提高了导航精准度，降低了成本，还增加了舰船的大角度动态范围。展望未来无陀螺捷联惯性装置与星敏感器的组合导航系统将成为主流趋势。本论文的创新性研究和主要工作如下：（1）首先分析了无陀螺捷联惯导系统的基本工作原理，提出两种九加速度计的配置方案，并针对本文所用的九加速度计设计方案进行深入的分析。我们在运载体上的各坐标轴上安装叁个方向相互垂直的加速度计，且其方向与载体的叁维坐标系重合。该设计方案简单在载体上容易安装，通过解得的加速度和角加速度或角速度的平方项，便可求出导航定位所需的全部参数。（2）对无陀螺捷联惯性装置与星敏感器的组合模式和误差传播特性进行了分析，研究了姿态解算的方法。（3）本文针对无陀螺捷联惯性装置和星敏感器的组合系统，分析了基于信息融合技术的姿态误差组合，然后介绍了对分段线性定常系统进行可观测性分析的理论，从而对本文中所用到的九加速度计设计方案，运用其中的奇异值分解方法，对其进行了可观测度的仿真，并分析系统各状态的可观测度，从而可以有针对性的提升系统的性能。（4）对该组合系统的组合模式与工作原理进行了分析，利用无迹卡尔曼滤波进行导航参数的误差估计和反馈矫正，这样就可以更有效地抑制因惯导系统引入的误差累积，也就可以更好地提升了该系统的定位精度。最后，对低成本无陀螺捷联惯性装置/星敏感器组合仿真结果进行比较与分析，验证了该系统导航精度可不因时间推移而变得发散，而且该导航方法完全可以胜任那些要求高精度、需长时间航行的导航任务，解决了无陀螺捷联惯性装置与星敏感器结合过程中出现的有关角速度解算方面的问题，为此新型组合导航系统面向工程实践奠定了良好的理论基础。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2012-12-01）
梅记敏[9]（2010）在《无陀螺捷联惯性导航系统算法研究》一文中研究指出随着国防建设和国民经济建设的迅速发展,惯性导航技术日益成熟并得到广泛深入的应用,应用领域有航空、航天、航海、导弹、农用和车辆等方面。无陀螺捷联惯性导航系统(简称GFSINS)作为惯性导航的一个重要研究方向,已经逐渐引起了人们的重视,它舍弃了陀螺,通过全部加速度计的空间配置,依靠加速度计的输出比力信号解算出原来需要陀螺测量的载体角速度。该系统具有低成本、反应快、低功耗、结构紧凑等特点,课题中用到的微加速度计原理简单、性能好,应用前景广阔。舍弃了陀螺就避免了陀螺仪无法适应大角度和大角加速度测量的困难,因此,GFSINS的研究具有非常重要的实用价值。本文首先介绍了硬件系统的结构,硬件系统采用的九加速度计配置方案同文中提到的其它几种方案相比,配置更为合理,简单实用。后面涉及到的所有算法都要在这个硬件平台上进行测试验证。主要研究内容包括介绍了惯性导航系统中需要引入坐标系的原因及几种常用的坐标系,然后介绍了无陀螺捷联惯导系统的工作原理和利用加速度计代替速率陀螺测量载体角速度的数学原理,重点推导了无陀螺捷联惯导系统的加速度输出。角速度解算是研究的重点所在,角速度解算的算法有积分算法和开方算法,文中给出了一种改进的新算法,通过对这种新算法的仿真证明,相对于积分算法和开方算法来说,这种新算法可以提高解算的精度,而且具有能避免符号误判、解算误差有界等优点。捷联惯导系统的最终目的是得到载体的姿态、位置等信息以实现惯性导航,所以得到角速度后,要对捷联矩阵实时修正,捷联矩阵的修正有很多种方法,文中对捷联矩阵的几种即时修正算法进行了推导和比较,课题选用其中的旋转矢量法对捷联矩阵即时修正,可以适应将来高动态的应用环境。然后,着重对影响角速度解算的误差源中的安装误差存在的情况下,对输出公式从理论上进行了推导,并仿真分析；最后,分别提出了针对安装位置误差和安装方位误差的标校方法和补偿算法,根据补偿后的仿真图看出,补偿后效果明显,角速度解算精度得以提高,从而整个系统的精度也随之提高。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2010-12-23）
汪小娜,王树宗,朱华兵[10]（2010）在《无陀螺捷联惯性导航技术》一文中研究指出无陀螺捷联惯性测量装置与传统捷联惯导系统的主要区别是角速度的获取方式不同,角速度的解算精度是无陀螺捷联惯性导航系统的核心问题,决定了系统的性能及实际应用的可行性。本文剖析了无陀螺捷联惯性测量装置的误差来源,建立了无陀螺捷联惯性导航系统角速度解算数学模型,并重点探讨了加速度计元件误差对角速度解算精度的影响。进行了无陀螺捷联惯性测量装置试验,结果表明,尽管计算误差较大,但无陀螺捷联惯性测量装置可以反映出运动平台的角运动规律,实际应用中对加速度计精度和计算机速度要求较高,另外应寻找更好的算法尽量补偿角速度解算误差。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2010年05期）
无陀螺惯性导航论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高精度激光陀螺定位定向系统广泛应用于炮兵测地车、导弹发射车等车载平台,由于激光陀螺定位定向系统误差随时间快速积累,因此需要外部信息对其误差进行校正。目前惯性导航系统外部辅助观测手段主要有:零速修正、里程计、卫星导航等,基于卡尔曼滤波实现惯性导航系统误差校正,但均难以满足长时间、高效率、高精度、抗干扰的自主导航定位需求。地图匹配技术具有自主、高精度的特点,采用地图匹配与激光陀螺惯性导航系统相结合,形成地图匹配辅助惯性导航系统可满足以上要求。研究并提出基于曲线匹配的地图匹配方法,充分利用激光陀螺惯性导航系统的高精度姿态信息,基于线特征点间切向量夹角随弧长的变化量衡量待匹配曲线特征间的相似度,较现有的点到点、点到线的匹配技术有更高的定位精度。通过实验分析,曲线匹配修正后激光陀螺定位定向系统水平精度优于15m。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无陀螺惯性导航论文参考文献
[1].张淋.原子干涉陀螺惯性测量与监控导航技术研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].艾国.基于曲线匹配的地图匹配辅助激光陀螺惯性导航技术[J].光学与光电技术.2018
[3].石玉巍,于旭东.激光陀螺惯性导航系统在线快速诊断技术[J].电子测量技术.2017
[4].赵小明,皮燕燕,张群,侯斌.捷联式光纤陀螺惯性导航系统在石油管道测绘中的应用[C].第十八届中国科协年会——分6军民融合高端论坛论文集.2016
[5].唐嘉,张乃千,徐攀.激光陀螺：惯性导航系统上的“明珠”[N].学习时报.2016
[6].刘想玲.激光陀螺惯性导航系统单点位置校准技术研究[D].北京理工大学.2016
[7].常国宾,李胜全.惯性技术视角下动态重力测量技术评述(四):无陀螺惯性导航与重力梯度测量的融合[J].海洋测绘.2014
[8].祝苗苗.无陀螺捷联惯性装置/星敏感器组合导航方法研究[D].哈尔滨工程大学.2012
[9].梅记敏.无陀螺捷联惯性导航系统算法研究[D].哈尔滨工程大学.2010
[10].汪小娜,王树宗,朱华兵.无陀螺捷联惯性导航技术[J].中国惯性技术学报.2010