无陀螺sinsgps组合导航系统地研究

《无陀螺sinsgps组合导航系统地研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要无陀螺捷联惯性导航系统主要由加速度计组成。该系统舍弃陀螺仪，用加速度计代替陀螺仪作为惯性测量元件，这不仅可以克服陀螺无法承受大的加速度冲击的缺点，而且可以减小体积，大大降低成本。该系统具有成本低、功耗小、寿命长、可靠性高、抗过载等优点，可以广泛用于军用与民用。无陀螺捷联惯性导航系统是中等精度的导航系统，由于误差积累快，所以在该系统中引入GPS，将两种导航系统进行组合。用GPS测得的导航信息校正无陀螺捷联惯导系统的导航参数误差，提高导航精度，并且可以用于长时间导航。论文的创新性研究和主要工作如下：(1)根据无陀螺捷联惯性导航系

2、统的工作原理，提出一种新的九加速度计安装方案。该方案设计简单，不仅便于加速度计安装，而且可以提供加速度计的冗余信息，便于载体角速度的解算。(2)采用三种解算方法进行载体角速度解算。其中方法一直接对解算出的角加速度积分；方法二通过解算出的角速度平方项开方；方法三利用扩展卡尔曼滤波对解算出的角速度进行校正。经过扩展卡尔曼滤波算法校正后，可有效地提高载体角速度的解算精度。(3)研究并推导出沿坐标轴向的加速度和角加速度误差，根据无陀螺捷联惯导系统的力学编排方程，推导出系统误差方程。(4)对无陀螺S1NS／GPS组合导航系统进行了研究，利用卡

3、尔曼滤波器进行导航参数的误差估计和反馈校正，有效地抑制了导航误差的累积，提高了导航系统的定位精度。最后，对低成本无陀螺SINS／GPS组合导航系统进行了仿真研究，解决了无陀螺捷联惯导系统角速度解算及组合导航系统应用中的一些技术闻题，为该系统走向工程实践提供了一定的理论依据。仿真结果表明：组合导航系统的具有较高的导航精度。关键词：无陀螺捷联惯性导航系统，全球定位系统，角速度，扩展卡尔曼滤波组合导航系统摘要AbstractThegyro—freestrapdownineaialnavigationsystem(GFSINS)isonly

4、composedofaccelerometersinwhichgyroscopesarenotused．Usingaccelerometersinsteadofgyroscopesastheinertialmeasurementunitnotonlyovercomesthedemeritthatgyroscopeisdifficulttosupportthelargeanglemotion，butalsoreducesthevolumeandfallsthepriceabruptly．TheGFSINShastheadvantage

5、oflowCOSt，lowpowerconsumption,longtimerunning，highreliability,strongoverloadingandiswidelyappliedtothemilitaryandthecivil．TheGFSINSisanavigationsystemofmediumprecision．Anabsenceofgyroscopesleadstotheacceleratedgrowthoferrorsandtherequiredlevelsofprecisionhardtoachievei

6、nshorttime，sotheintegratednavigationsystemofGFSINSandGPSisused．DuringmotionthenavigationparametererrorsareadjustedbythedataobtainedfromGPS，whichmeettheaccuracyandtimerequirementsfornavigationsystems．Theinnovativestudyandmainworkofthethesisareasfollows：First,accordingto

7、theworkprincipleoftheGFSINS，anewconfigurationofnineaccelerometersisproposed．Thedesignoftheconfigurationissimple，whichprovidestheredundantinformationofaccelerometersandisbenefittothecalculationofangularvelocity．Second，threesolutionmethodstosolutetheangularvelocityofthec

8、arrierareadopted．Thefirstmethodistointegratetheangularaccelerationdirectly．ThesecondistOextractthesquareoftheangularv