导读:本文包含了单陀螺捷联惯导系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:捷联惯导,系统级标定,可观测性分析,卡尔曼滤波
单陀螺捷联惯导系统论文文献综述
蒋弘威[1]（2019）在《光纤陀螺捷联惯导多位置系统级标定方法》一文中研究指出标定技术是捷联惯导系统领域的一项关键技术,本质上是一种误差补偿技术。按照观测量的不同可以分为分立式标定和系统级标定,由于前者在研究方法上比后者更加趋于成熟,因此常常采用分立式标定来确定惯组的数学模型。分立式标定依靠高精度叁轴转台来进行一系列实验来得出陀螺仪与加速计模型中的各项参数,实验步骤多、标定时间长,且标定精度受转台限制无法进一步提升。为使标定更有效率,越来越多的学者转向系统级标定方法的研究。本文介绍了两种系统级标定的一般方法,分别是滤波法和解析法,代表了系统级标定的两种不同思路。相较于解析法,运用滤波的方法来求解标定模型不仅原理简单,而且不涉及复杂的数学推导,精度高,标定路径编排较少。因此本课题以卡尔曼滤波为基础来进行系统级标定方案的设计。直接将惯组的待标定参数扩充到状态量中,得到的是一个30维的大系统。为降低试验设计难度,提高滤波精度,本文对其进行降维处理。通过引入了一种基于行初等变换的可观测性分析方法,运用该方法可以直观地识别出状态方程中哪些状态独立可观测、哪些状态不可观测、哪些状态非独立可观测。基于可观测性的分析结果,在原有的状态方程中,保留独立可观测量,剔除不可观测量、合并非独立可观测量,从而达到简化系统方程,降低系统维数的目的。最后依据降维后的系统,设计出了6个静态位置与6个单轴旋转位置,并对此进行了仿真试验,仿真试验结果表明该方案具有理论可行性。之后进行了实际转台试验,将其与分立式标定结果进行比较。通过对比四组五级海况实验的姿态变化曲线,可以清晰的看出系统级方案的补偿效果整体上优于分立式标定,故而这种基于降维后的系统级标定滤波方案具有一定的工程实践价值。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-01）
冯杨[2]（2018）在《激光陀螺捷联惯导系统保障模式浅析》一文中研究指出针对激光陀螺捷联惯导系统的产品特点,结合外场实际情况,从现场保障、维修保障和标校保障等叁个方面对激光惯导系统的保障模式进行全流程的梳理,重点对激光惯导系统标校保障模式进行研究介绍。经数据统计和分析后,提出了一种外场标校方案,制定相应的硬件和软件技术方案,可完成对激光捷联惯导系统的标校、常规通电检测及故障检测工作,自动化程度高,维修标校时间短,提高了保障效率,满足部队的实际使用要求。(本文来源于《仪表技术》期刊2018年11期）
董春梅,任顺清,陈希军,王常虹[3]（2018）在《激光陀螺捷联惯导系统的模观测标定方法》一文中研究指出为了减小转台误差对激光陀螺捷联惯组(SIMU)标定精度的影响,采用模观测法设计了正二十面体-12点的位置和速率试验计划。首先,利用在重力场下的12个静态位置标定加速度计的零偏、标度因子和安装误差矩阵;然后,采用外环角速率、中内环双轴翻滚至12点位置来标定陀螺的零偏、标度因子和安装误差矩阵;最后,利用SIMU框架坐标系为桥梁,实现了加速度计和陀螺参数坐标系的统一。仿真分析表明:该方法能有效抑制转台误差对SIMU标定结果的影响,当转台各轴系垂直度误差为角秒级且角位置误差小于1′时,加速度计和陀螺的标度因子相对误差和安装误差矩阵的标定误差均小于10~(-5),加速度计零偏的标定误差小于10μg,陀螺零偏的标定误差小于0.01(°)/h与测量噪声处于同一数量级。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年09期）
侯若芝[4]（2018）在《车载激光陀螺捷联惯导系统零速修正算法研究》一文中研究指出捷联惯导系统可以满足陆用战车导航系统的隐蔽性和自主性,却存在着导航精度随着时间推移急剧下降的固有缺点。惯组的精度越高,导航精度也就越高,相应的成本也就越高。如何使中等精度的惯组能达到高等精度的导航效果是本课题研究的最根本的出发点。本文依托现有的捷联惯导设备,研究了初始对准算法和零速修正算法,提高了系统的导航精度。在初始对准算法的研究设计过程中,首先采用解析法粗对准获取粗略的初始姿态角;然后基于捷联惯导误差方程建立了开环卡尔曼滤波器模型,提出了系统状态可观测性判据和分析方法;通过拆分系统为标称子系统和误差子系统,又建立了闭环卡尔曼滤波器模型;最后通过比较相同时间相同数据的导航误差间接验证开环卡尔曼滤波法精对准和闭环卡尔曼滤波法精对准的估计精度。本文深入研究了基于开环卡尔曼滤波器理论的零速修正技术,探索了零速修正算法流程,建立了卡尔曼滤波器惯组误差模型,并对系统进行了状态可观测性分析。然后,设计了静态试验,调试并总结了卡尔曼滤波器参数设置方法,最后,验证了零速修正算法的可靠性,将导航精度提高了1~2个数量级。本次课题中设计并进行了跑车试验,并完成了离线数据分析。为使零速修正算法适应动态环境,设计了可自行检测载体是否停车的零速探测器。跑车试验共做了四组,对应两种不同停车时间间隔以及随机停车时间间隔的场景,其中一种停车时间间隔做了两组实验,最后验证了零速修正算法的可靠性和可重复性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
袁鹏[5]（2018）在《激光陀螺捷联惯导系统动基座标定技术研究》一文中研究指出惯性器件的输出无法避免地会包含各种误差,标定的任务就是尽可能消除这些误差,从而提高惯导系统的导航精度。目前,对标定技术提出了更多的新要求,尽可能缩短标定时间和实现动基座条件下的免拆卸在线标定已然成为标定技术的研究热点。舰载捷联惯导系统不可避免地会受到风浪的影响,从而受到角运动干扰和线运动干扰,因此在线标定难度大大提升。论文依托带双轴旋转机构的激光陀螺捷联惯导系统完成了以下研究工作:(1)研究并试验验证了系泊状态在线标定方法:对系泊状态下舰船运动进行了建模,并设计了相应的轨迹发生器。设计了IIR高通滤波器获取速度误差作为Kalman滤波器量测量,使得系泊状态在线标定全过程均无需外部设备提供辅助信息。进行了一系列试验,分别对采用“速度匹配”、“位置匹配”和“速度+位置匹配”方法的系泊状态在线标定的结果进行了比较,结果表明采用“速度匹配”方法的系泊状态在线标定结果精度最优,能够精确估计出陀螺和加速度计零偏、标度因数误差和安装误差等24个误差参数,且能达到静基座系统级标定精度。(2)研究并试验验证了匀速航行中快速在线标定方法:对匀速航行状态下的舰船运动进行了建模,并设计了相应的轨迹发生器。借助外部设备获取速度误差和位置误差作为Kalman滤波器量测量。分别对采用“速度匹配”、“位置匹配”和“速度+位置匹配”方法的系统进行了可观测性分析,结果表明仅采用“速度+位置匹配”方法的系统完全可观测。最后进行了一系列试验,结果表明采用“速度+位置匹配”方法的匀速航行中快速在线标定能快速、精确地估计出陀螺和加速度计的零偏和标度因数误差等15个误差参数,且能达到静基座系统级标定精度。(本文来源于《中国航天科技集团公司第一研究院》期刊2018-04-01）
李海军,钟润伍,刘冲,裴玉锋[6]（2018）在《航海光纤陀螺捷联惯导系统快速对准技术研究》一文中研究指出针对中小型水面舰船对航海惯导系统快速对准的实际需求,结合光纤陀螺的误差特性,提出一种针对航海光纤陀螺捷联惯导系统的快速对准方法。该方法充分考虑光纤陀螺启动特性对惯导系统对准精度的影响,在对准过程中保存光纤陀螺输出平稳后的数据,并利用基于正反向联合导航和滤波的方法,重复利用输出平稳后的数据,缩短对准时间,提高系统对准精度。经过实际的舰载试验验证表明,采取该方法后,所研制的航海光纤陀螺捷联惯导系统在对准时间20min条件下的导航精度相当于传统方法对准时间1h条件下的导航精度,显示了本方法的正确性和有效性,为航海光纤陀螺捷联惯导系统的进一步工程应用提供了有力支撑。(本文来源于《导航定位与授时》期刊2018年02期）
刘惠敏[7]（2018）在《光纤陀螺捷联惯导系统力学环境分析及试验技术研究》一文中研究指出捷联式架构已成为惯性导航装置普遍采用的结构形式。随着航天飞行器飞行速度不断提升以及再入大气层超高速飞行时经历的强烈的气动噪声,捷联惯导系统面临恶劣的、随机的、宽频的以及多方向性的振动力学环境。严苛的振动力学环境使捷联惯导系统在某频段的振动量级远远超过其内部惯性器件能够保持精度的振动量级,造成捷联惯导系统性能的不稳定或电子元器件损坏,甚至导致导航功能下降或丧失。针对新型光纤陀螺捷联惯导系统的力学环境适应性问题,本文提出在系统研制期间引入以结构动力学分析和力学环境试验为核心的动态优化循环设计方法,该方法在系统几何模型设计完之后,系统样机制造之前,引入结构动力学建模与分析技术求解系统的结构动力学特征和动态响应特性。获得现有设计的强度、刚度、屈曲稳定性等力学参数,具体的显示结构各部分应力、应变、位移、速度、加速度等力学特性分布情况,直观的描述出系统的力学薄弱环节和结构缺陷位置。之后有目的的返回设计阶段修改几何设计方案。通过反复修改、完善和优化,使得在系统样机制造之前已得到理论上的最佳设计方案,最后通过样机制造和力学试验进行系统验证和完善。动态优化循环设计法克服了传统的“几何设计-样机制造-力学试验-修改几何设计”方式的盲目性,很大程度上避免发生“欠试验”或“过设计”现象,降低研发成本、设计进度和开发周期。本文以光纤陀螺捷联惯导系统初步设计方案为例,系统研究采用该方法时需要解决的若干关键问题。从姿态解算、速度解算及位置解算叁个方面推求动力环境对捷联惯导系统导航输出性能的影响。对带电工作捷联惯导系统样机进行振动试验,验证振动环境对惯性器件输出和导航输出产生的影响,给出系统输出误差及量级。指出从结构、材料、减振等方面提升系统抗振性能的必要性。总结归纳系统结构动力学的试验法、解析法和数值法。对工程上典型几何结构采用解析法和有限元数值法进行结构力学特性求解和比较,验证文中解析法推求计算表达式的正确性、有限元数值法在求解此类问题的准确性和适用性。根据比较结果确定本文采用其中的有限元数值法和力学试验法,用于相互配合,互相验证。采用CAD-CAE流程建立光纤陀螺捷联惯导系统有限元数学模型。给出建立模型和分析求解的重要步骤及设置。采用复合材料单层力学理论近似关系式求解光纤陀螺光纤环近似弹性模量、泊松比、密度等关键参量。对建立好的有限元模型从捷联惯导系统内部结构和整体结构两个方面进行模态分析,获得光纤陀螺捷联惯导系统装置初步设计模型的固有频率、模态振型等基本力学特性。分析具有代表性的捷联惯导系统运载体环境振动条件,如舰船工作环境、导弹工作环境等,指导系统振动量级的设定,设置合理的外力函数。给出随机振动、正弦振动响应分析方法,进行捷联惯导系统随机振动、正弦振动动态响应分析。根据捷联惯导系统具体情况选择求解算法及相应设置。针对捷联惯导系统初步设计方案分析中显示出来的一些不合理因素进行结构修改,并从模态特征频率的角度探索系统结构优化的方法,分别从谐响应分析和随机振动分析的角度得到改进优化后结构的动态响应和动态特性。以捷联惯导系统组合框架为试验对象进行结构振动试验设计,给出试验装置、试验准备、振动量级、激励方向等试验条件。进行扫频振动试验和随机振动试验并与有限元数值法求解结果比较验证本文建立有限元数学模型方法的正确性和动态响应计算结果的正确性,并找到试验与仿真计算结果的误差源。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-03-01）
孟佳帅[8]（2017）在《光纤陀螺捷联惯导系统杆臂效应补偿方法的设计与实现》一文中研究指出惯导系统可以用来确定载体的位置、速度和姿态,在航空、航天、航海等领域得到了广泛地应用,常作为组合导航系统的主导航系统。伴随着惯性元件控制理论及计算机技术的发展,捷联惯导系统以其体积小、成本低、结构简单、可靠性高等优势成为惯导系统发展的主流和方向。在以前,都是假设捷联惯性测量组件(SIMU)安装于载体坐标系的原点,但是,事实上考虑到SIMU自身体积以及安装位置等因素,其测量敏感点不可能同载体坐标系的原点恰好重合在一起,而是存在一定的距离。根据刚体转动定理,距离转动点不同距离处的加速度的数值是不同的。所以,当角运动的时候,SIMU上每个点的加速度一般是互不相同的,如果把其当作是理想的输出,再进行惯性导航解算的时候,会在理论上产生导航误差,本文称作这类误差是内杆臂效应误差。当进行不同导航系统之间信息比对的时候,即组合导航时,需要考虑到杆臂效应问题,称作是外杆臂效应。本文首先简介了惯导系统的误差方程,常用坐标系及转换关系,捷联矩阵的更新方法,以及卡尔曼滤波的基本方程。然后,在惯导理论的基础上,分析了内杆臂效应产生的原因,以质点在二维平面上的运动情况为例,分析质点在圆弧形轨道上的运动。假设SIMU绕某转动轴作角振动,分析运动情况,证明内杆臂效应的存在性,通过仿真实验说明其对系统产生的影响。再针对内杆臂效应误差,提出了两种补偿措施——基于动力学原理的力学补偿法和基于卡尔曼滤波原理的补偿法,针对这两种方法,依次采取仿真实验以验证补偿方法的可行性。在实验室现有条件下,利用叁轴转台设计了五级海况摇摆实验,分析实验数据,验证了基于卡尔曼滤波的补偿法的有效性。然后研究外杆臂效应误差的补偿问题。先以SINS/DVL组合导航系统为研究对象,分析外杆臂效应误差对系统的影响,提出补偿方法,建立误差模型,利用仿真实验验证,对结果进行分析。再以SINS/GPS组合导航系统作为研究对象,提出了外杆臂效应误差的补偿方法,建立误差模型,完成仿真实验,分析实验结果。最后依据实验室设备条件,设计了车载实验以及半仿真实验,验证了SINS/GPS外杆臂效应误差补偿方法的有效性。最后得出本课题的结论,即杆臂效应对捷联惯导系统及组合导航系统都产生误差影响,提出的误差补偿方法可以提高导航精度。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2017-12-01）
周维正,李学锋[9]（2017）在《单机五陀螺捷联惯导系统重构算法研究》一文中研究指出针对传统的故障诊断算法复杂且最后的目标是重构输出模型问题,提出基于重构优先的冗余信息管理算法。通过事先构造3个输出模型,提出一种判断故障的特征值,直接对3个输出结果进行分析判断和数据融合处理。该算法可在无故障时融合多模型的信息,且在单表故障下快速输出正确模型。通过对叁正交两斜置的五陀螺输出信息数学仿真结果表明,基于重构优先的信息管理算法在无故障时输出精度较目前叁表模型输出精度有提高,并在一度故障下有很强的鲁棒性和自适应能力。(本文来源于《航天控制》期刊2017年02期）
张强[10]（2017）在《光纤陀螺捷联惯导系统的算法研究及DSP实现》一文中研究指出光纤陀螺捷联惯导系统以其自主性强、精度高、应用范围广、使用寿命长等特点在航海领域得到越来越广泛的应用。因此,研究高精度光纤陀螺捷联惯导系统的算法具有一定的理论意义和工程价值。光纤陀螺捷联惯导系统现已成为一类重要的导航设备,本文以光纤陀螺捷联惯导系统为研究对象,首先阐述了捷联惯导系统基本工作原理与捷联算法中常用坐标系及导航参数;然后对捷联惯导系统姿态更新算法、速度更新算法的改进与对捷联算法的仿真作了重点研究;最后对捷联算法在DSP上的实现作了研究。本文的主要研究内容有:(1)针对光纤陀螺捷联惯导系统惯性器件输出为角速率与比力这一问题,对传统的姿态更新算法进行改进,设计了基于角速率的等效旋转矢量算法;对传统的速度更新算法进行改进,设计了基于角速率与比力的划桨效应补偿算法。在对姿态更新算法和速度更新算法改进后又对两种算法分别进行了优化,然后对两种改进算法分别进行仿真,仿真结果表明改进后的算法精度有了明显提高。(2)在完成对姿态更新算法与速度更新算法改进后,设计轨迹发生器算法,模拟出惯性器件输出的角速率与比力信息,对改进的捷联算法分别在静态环境与动态环境下仿真。静态环境仿真表明算法的准确性,动态环境仿真表明改进的捷联算法精度与传统捷联算法精度相比有了一定提高。(3)设计捷联惯导DSP系统。DSP芯片选用TI公司的TMS320F28335,采用C语言编程的方法将捷联算法从PC机移植至DSP集成开发环境CCS中,通过仿真器接口将算法程序加载到TMS320F28335芯片中。进行捷联算法实现时,串口调试模块以固定的采样频率通过RS232接口向DSP芯片传输惯性器件数据,DSP芯片在接收到数据后通过捷联算法进行数据解算。(4)在DSP系统上对改进的捷联算法进行实现。首先进行车载实验获得真实惯性器件测量数据。将测量数据输入DSP系统进行惯导解算,与捷联算法在matlab下的解算结果进行对比,两种环境下惯导解算结果基本吻合,结果表明,捷联惯导DSP系统设计的正确性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2017-01-01）
单陀螺捷联惯导系统论文开题报告
（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：
针对激光陀螺捷联惯导系统的产品特点,结合外场实际情况,从现场保障、维修保障和标校保障等叁个方面对激光惯导系统的保障模式进行全流程的梳理,重点对激光惯导系统标校保障模式进行研究介绍。经数据统计和分析后,提出了一种外场标校方案,制定相应的硬件和软件技术方案,可完成对激光捷联惯导系统的标校、常规通电检测及故障检测工作,自动化程度高,维修标校时间短,提高了保障效率,满足部队的实际使用要求。
（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。
单陀螺捷联惯导系统论文参考文献
[1].蒋弘威.光纤陀螺捷联惯导多位置系统级标定方法[D].哈尔滨工程大学.2019
[2].冯杨.激光陀螺捷联惯导系统保障模式浅析[J].仪表技术.2018
[3].董春梅,任顺清,陈希军,王常虹.激光陀螺捷联惯导系统的模观测标定方法[J].红外与激光工程.2018
[4].侯若芝.车载激光陀螺捷联惯导系统零速修正算法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[5].袁鹏.激光陀螺捷联惯导系统动基座标定技术研究[D].中国航天科技集团公司第一研究院.2018
[6].李海军,钟润伍,刘冲,裴玉锋.航海光纤陀螺捷联惯导系统快速对准技术研究[J].导航定位与授时.2018
[7].刘惠敏.光纤陀螺捷联惯导系统力学环境分析及试验技术研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[8].孟佳帅.光纤陀螺捷联惯导系统杆臂效应补偿方法的设计与实现[D].哈尔滨工程大学.2017
[9].周维正,李学锋.单机五陀螺捷联惯导系统重构算法研究[J].航天控制.2017
[10].张强.光纤陀螺捷联惯导系统的算法研究及DSP实现[D].哈尔滨工程大学.2017