滤波技术在捷联式惯性导航系统中的应用研究

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1、东南大学硕士学位论文滤波技术在捷联式惯性导航系统中的应用研究姓名：段宇申请学位级别：硕士专业：精密仪器及机械指导教师：徐晓苏20030301摘要最优估计与滤波理论在捷联式惯性导航系统中得到较为广‘泛的应用，但是}尔曼滤波器的设计需要了解准确的系统噪声和观测噪声统计特性，这点往往难以办到。本论文以最优估计和滤波理论为基础，分析了海试数据，提出了一种对误差预测修正的新方法，最后讨论了自适应卡尔曼滤波的模型。论文包括以下几个方面的内容：1．捷联系统姿态算法是系统的核心，本文首先对捷联系统的姿态算法进行简要的介绍和分析

2、，为误差模型的建立打下基础：2．简单介绍一下卡尔曼滤波器的设计原理，并建立系统方程和观测方程，对动机座和静基座分别作了仿真：3，对海试数据进行分析，并且对误差建立AR模型，根据建立的AR模型对误差进行预测与修正，并作了仿真分析。4．对几种自适应滤波方法进行介绍，并选取其中的两种方法进行仿真，提出适合该系统的自适应滤波方法。关键词：捷联惯性导航系统最优估计海试数据AR模型自适应滤波AbstractItWaSoptionalestimationtheorythatwaswildlyUsedinon—linecorr

3、ectionOfstrapdowninertialnavigationsystem．ThedesigningofKalmanfilterrequiredprecioussystemnoiseandobservingnoisemodels．Onthebasisoftheoptionalestimationtheoryandlinearpredictiontheory,seatestingdatawereanalyzedinthisthesisandanewmethodofpredictionandcorrecti

4、onwerepresentedinthisthesisalso．Thisthesisincludedaspectsasfollowing：1．SincetheattitudealgorithmwasthekernelofSINS，programandsimulationofthealgorithmWaSdonefirstlytoprepareforon-linecorrection．2．Onthebasisoftheoptionaltheory,systemequationandobservationequat

5、ionwereestablishedinthispart，Somesimulationworkwerewell—doneinthispart3．Sea—testingdatawereanalyzedinthispartandtimeseriesmodelswereestablished．Theseriesmodelspredictederrorsandcorrectederrors．4．Self-adaptiveKalmanfiltermodelswerepresentedinthispartandsomesi

6、mulationworkswerewell-doneinthispartalso．Keywords：S订apdowninertialnavigationsystem，Optionalestimation，See—testingdata，ARmodel，Self-adaptiveKalmanfilter．学位论文独创声明乡斫弓2，D本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东

7、南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：2003年3月关于学位论文使用授权说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相～致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括干lJ登)授权东南大学研究生院办理。签名：导师签名：日期：

8、2003年3月第一章绪论1．1引言早期的惯性导航系统是平台式惯性导航系统，它的』：作原理是：导航系统中的加速度计和陀螺仪安装于稳定平台上。陀螺仪输出的信号通过平台稳定回路，使平台跟踪导航坐标系；加速度计测量载体沿平台坐标系各轴的加速度分量，导航计算机据此计算出载体位置、速度和对陀螺仪的加矩信息。由于平台式惯性导航系统中的惯性器件工作条件较好，因此平台式惯性导航系统具有较高的精度。但是其