捷联惯导系统的系统级全参数标定方法研究

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1、工程硕士学位论文捷联惯导系统的系统级全参数标定方法研究RESEARCHONSYSTEMATICCALIBRATIONOFALLPARAMETERSOFSTRAPDOWNINERTIALNAVIGATION杨志哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：V249.32学校代码：10213国际图书分类号：623.4.084密级：公开工程硕士学位论文捷联惯导系统的系统级全参数标定方法研究硕士研究生：杨志导师：林玉荣副教授申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V249.32U.D

2、.C:623.4.084DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSYSTEMATICCALIBRATIONOFALLPARAMETERSOFSTRAPDOWNINERTIALNAVIGATIONCandidate：YangZhiSupervisor：AssociateProf.LinYurongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronau

3、ticsDateofDefence：June30,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要惯性导航是一种自主式封闭的导航定位手段，同时还可以实时提供载体的速度、位置和姿态信息。惯性导航系统有着不依赖外部信息、不受外部电磁干扰、环境气候限制和导航信息连续等优点。随着计算机技术的高速发展，依托计算机解算姿态矩阵并模拟地理坐标系的捷联惯导系统因其重量轻，易于维护等特点，在航天、车辆、航海、武器装备等领域被广泛应用，逐步取代了老式的平台惯导系统。但是捷联惯导系统在使用中依

4、然和平台式惯导系统一样，存在初始误差参数标定的问题。惯性测量元件误差是惯性导航系统的主要误差来源，因此对惯性测量元件的各项误差参数标定的精度将直接影响载体的导航精度。本课题首先给出惯性测量元件的误差模型，进而分析各项误差在捷联惯导系统中的传递特性，同时分析各个惯性测量元件误差对于系统导航误差的影响。然后介绍经验模态分解的主要理论基础，并给出了相关参变量和函数的物理意义。本文提出一种基于经验模态分解的全参数标定方法，设计过程中首先验证了经验模态分解方法的分解精度以及对于幅值调制信号分解的可行性；其次给出了该标定方法的数学理论基础，考察了此种方法对各误差项的可辨识性；再次分析了经验

5、模态分解方法分解导航参数时遇到的问题并提供了解决办法；最后仿真验证了经验模态分解方法标定的精度。此种方法相较于传统的八位置方法减少了标定所需的位置数，相较于六位置法无须多次回转，相较于三位置标定法能够提供二十四个全参数标定结果。关键词：捷联惯导系统；惯性测量元件标定；经验模态分解-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInertialnavigationisaclosedautonomousnavigationmethod,whichalsoprovidesthecarrier’svelocityandattitudeinformationatthesametime

6、.Inertialnavigationsystemdoesnotdependonexternalinformation,isfreefromexternalelectromagneticinterference,environmentalandclimaticconstraintsandprovidescontinuousnavigationinformation.Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,relyingontheposturematrixwhichsimulatesgeographiccoordinatesyste

7、msolvedbycomputer,SINSarewidelyusedintheaerospacevehicle,marine,weaponsandequipmentwithitsadvantagesoflightweight,easymaintenanceandsoon,graduallyreplacedtheoldINS.ButSINSstillexistinitialerrorparametercalibrationproblemlikeInertialNavigationSystem