协同网络下微惯性导航系统误差补偿技术研究

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1、协同网络下微惯性导航系统误差补偿技术研究摘要由于MEMS惯性导航系统精度低，误差易积累，不能长时间导航，限制了它的应用范围。而协同导航网络具有导航资源共享的优势，所以，在协同网络下，通过网络平台间的导航资源共享，对低精度导航系统的导航误差进行补偿，获得比低精度导航平台独自导航更优的性能，从而实现优势资源互补，既节约了导航成本，提高了精度，又延长了导航时间。当前，依托协同导航网络技术来提高低成本导航精度越来越受重视，成为一个当前导航系统发展的重要方向，因此如何提高协同网络下微惯性导航系统的导航精度成为了当前研究的一个热点问题。本文简要介绍了M

2、EMS微惯性导航系统和协同导航网络等相关理论的研究现状，并对微惯性器件误差补偿现状及捷联惯导导航原理做了简单的介绍。在此项工作的基础上，进行了四元素导航解算算法的仿真；针对MEMS惯性测量单元易受温度变化影响，存在安装误差、标度因数、零偏等影响其精度，建立了合适的数学模型，采用了加速度计的六位置法和陀螺仪的速率标定试验，接着在其工作温度范围内设计了全温标定试验，从试验结果来分析，这些标定方法是非常成熟的，可以应用到实际工作中。针对MEMS惯性器件的随机漂移是微惯导系统的最主要误差之一的问题，先使用Allan方差对MEMS惯性器件的各项误差源

3、进行辨识，并利用小波对数据提取趋势项，在此基础上分析、构造了时间序列模型，最后设计Kalman滤波器对随机漂移滤波处理。最后，分析了实际使用环境下MEMS器件的误差方程，并通过静态下的数据解算，得出了短时间内，器件的主要误差是呈线性的。利用这个结论，提出了一种方法对MEMS器件进行了补偿，并同时采用线性分段建模拟合的方法对导航误差进行补偿。在此基础上，进行了装备了高低精度导航系统的跑车实验，以低精度的航向误差角为例，进行了线性分段建模的方法来补偿。通过大量实验结果证明：本文所实现的微惯性导航系统误差补偿方法是有效的，在提高协同网络下的导航精

4、度方面，有较好的实际应用价值。关键词：微惯性导航，协同网络，随机漂移，误差补偿，标定万方数据哈尔滨工程大学硕士学位论文万方数据协同网络下微惯性导航系统误差补偿技术研究ABSTRACTMEMSinertialnavigationsystemhasalowprecisionanditserroriseasytoaccumulate,soitcannotbeusedinlong-timenavigation,andthiswillbadlylimititsapplication.Becausecollaborativenavigationhast

5、headvantageofsharingresourceinthenetwork,so,withtheadvantageresourcessharedinnetworkresourcesbetweendifferentplatforms,erroroflow-precisionMEMSnavigationsystemwouldbecompensated,andthereforegetbetterperformancethansingleMEMSnavigationplatform.Thismethodrealizestheadvantage

6、sofcomplementaryresources,whichsavescostsandimprovesaccuracyofnavigation,andextendsthenavigationtimegreatly.Currently,toimproveMEMSnavigationaccuracybaseoncollaborativenavigationtechnologyhasreceivedmoreandmoreattention,andhasthetrendtoturnintothemainstreamofnavigation.Son

7、owdays,howtoimprovenavigationaccuracyofmicroinertialnavigationsystemundercollaborativenetworkhasbecomeahottopicresearch.ThispaperbrieflyintroducestheresearchstatusofMEMSinertialnavigationsystemsandcollaborativenavigationnetworktheory,anddoesasimpleintroductiontocompensatio

8、nofmicroinertialnavigationdevices.Onthebasisofthiswork,carriedoutthesimulationoffour-elem