可重复使用运载器全程导航信息融合方法

《可重复使用运载器全程导航信息融合方法》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、工程硕士学位论文可重复使用运载器全程导航信息融合方法RESEARCHONINFORMATIONFUSIONINNAVIGATIONSYSTEMOFREUSABLELAUNCHVEHICLE张斯文哈尔滨工业大学2015年11月国内图书分类号：TN967.2学校代码：10213国际图书分类号：623密级：公开工程硕士学位论文可重复使用运载器全程导航信息融合方法硕士研究生：张斯文导师：张淼副教授申请学位：工程硕士学科、专业：控制工程中国运载火箭技术研所在单位：究院研究发展中心答辩日期：2015年11月授予学位单位：

2、哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN967.2U.D.C.:623DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONINFORMATIONFUSIONINNAVIGATIONSYSTEMOFREUSABLELAUNCHVEHICLECandidate:ZhangSiwenSupervisor:A.P.ZhangMiaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Contro

3、lEngineeringAffiliation:ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnologyResearch&DevelopmentCenterDateofDefence:Nov,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要可重复使用飞行器（ReusableLaunchVehicle，RLV）能够降低太空进入成本，为航天战略目标的发展服务。在RLV的全程飞行过程中，导航

4、系统的重要性不言而喻，通过惯导器件的初始对准和多导航信息源的在轨导航信息融合，可以提供更加准确的导航信息；同时，估计出惯性器件（陀螺和加速度计）的零偏误差，实现对惯性器件的误差标定。本文以长航时下的高精度、高可靠性导航系统设计为目的，通过对初始对准和在轨导航信息融合方法方案开展理论研究和对应的仿真分析验证，进一步提高RLV的导航精度，增强RLV的任务执行能力。首先，分别针对上升段和在轨段分析了RLV的受力情况，给出了RLV的动力学和运动学方程，并设计了仿真轨迹。针对RLV发射前在发射场受到的外界环境干扰（以风

5、场为主）进行了建模，并进行了仿真验证，为后续分析奠定了坚实的基础。随后，分析了发射惯性坐标系下捷联惯性导航系统的力学编排和解算更新原理，并在小角度、线性化假设下，推导了SINS的误差传播方程，给出了加速度计和陀螺仪的输出误差模型。通过仿真验证了算法的有效性，同时仿真结果验证了纯惯性导航的局限性和进行信息融合的必要性。在此基础上，分析了惯导系统初始对准的工作流程，研究了通过地理信息进行解析粗对准和通过卡尔曼滤波方法进行滤波精对准的方法，并给出了初始对准方案和对应的精度评估方法。最后，分别给出了GNSS和CNS导

6、航系统的误差模型，分析了其误差特性；建立了GNSS和CNS的量测方程，进行了INS/GNSS/CNS多源信息融合滤波器的设计，并进行了相应的仿真验证与分析。关键字：可重复使用运载器；信息融合；组合导航；在轨修正-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractReusablelaunchvehiclecanreducethecostofenteringthespaceandserveforthestrategicaimsinaerospace.DuringtheflyingtimeoftheRLV,thes

7、ignificantofnavigationsystemisself-evident.Theaccuracyofnavigationsystemcanbeimprovedbyinitialalignmentandnavigationinformationfusionin-orbit.Thebiaserrorofacceleratorandgyroscopecanalsobeestimatedatthesametimetosatisfythedemandoferrordemarcation.Thisdisser

8、tationfocusonthehigh-precisionandhigh-reliablenavigationsystemduringlongduration.Thenavigationprecisionandmission-performingcapabilityoftheRLVcanbeimprovedthroughthetheoreticalanalysisandsimulationofin