速度加姿态匹配传递对准技术研究

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传递对准是惯性技术的重要内容。本文主要研究了速度加姿态匹配传递对准技术。首先给出了惯导系统的更新方程以及捷联惯导系统的误差方程,并对误差方程作了简要分析和合理的简化,给出了惯性器件的误差模型,利用误差方程分析了捷联惯导系统误差传播机理,采用数值积分的方法对简化后的误差方程进行求解,并通过静基座的仿真结果验证了误差方程推导和简化的正确性。同时以矩阵和向量的形式推导了传递对准中将用到的误差方程。其次,由于惯性器件误差和初始对准误差的存在,子惯导的误差会逐渐变大,因此必须对其进行估计和补偿,采用速度匹配设计了滤波器模型,并在多种机动方式下作了仿真,发现失准角的估计效果不够理想,又建立了速度加姿态匹配模型,对其进行仿真,分别估计出了失准角和惯性器件常值漂移的值。再次,由于在实际的惯导系统中,主惯导和子惯导之间有一定的安装距离,这将会导致杆臂效应,载体在其它因素的影响下常会发生挠曲变形,这将会导致失准角和安装误差角的估计值出现偏差,因此分析了杆臂效应和挠曲变形的影响,给出了相应的补偿方法,并对补偿前后的系统进仿真。在姿态匹配和速度加姿态匹配传递对准中考虑挠曲变形,对其补偿方法作了仿真,结果表明,经过补偿可以提高失准角和安装误差角的估计精度。最后给出了分段线性定常(PWCS)方法和基于奇异值分解的可观测性分析方法,给出了具体的步骤,对21维的速度加姿态匹配模型在多种机动方式下作了可观测性仿真,分析了模型中各个状态变量的可观测性,给出了奇异值对应的状态变量,求出了各个状态变量的可观测度,并针对高阶模型作了合理的降阶处理,降低了滤波器的维数,提高了滤波的实时性,仿真结果表明,降阶后系统的估计精度并未明显下降,说明状态删除是可取的方法。
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