车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真

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1、硕士学位论文车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真RESEARCHONALIGNMENTALGORITHMANDSIMULATIONPLATFORMOFCAR-INERTIALNAVIGATIONSYSTEM李志刚哈尔滨工业大学2015年6月-国内图书分类号：TH7412学校代码：10213国际图书分类号：681.2.08密级：公开工学硕士学位论文车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真硕士研究生：李志刚导师：胡涛副教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学-ClassifiedIndex:TH741.1U

2、.D.C:681.2.08DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringRESEARCHONALIGNMENTALGORITHMANDSIMULATIONPLATFORMOFCAR-INERTIALNAVIGATIONSYSTEMCandidate：LiZhigangSupervisor：AssociateProf.HuTaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentationScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofEl

3、ectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June，2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology-哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要虚拟试验是国防科技领域的一项关键技术和重要试验手段。车载惯性导航系统的性能测试是一项复杂的工程，在实地获得惯组输出及对惯性导航系统进行实物试验时，存在时间长、成本高等问题，而虚拟试验技术则能够从一定程度上弥补该不足。惯性导航系统在进入工作状态之前需要进行初始对准，对于车载武器系统，缩短初始对准时间可以有效减少武器系统的发射准备时间，从而提

4、高系统的快速反应能力和射前生存能力。因此有必要对车载惯性导航系统的虚拟仿真技术和行进间对准技术进行深入研究。基于上述背景，本文设计了载体运动轨迹发生器，分析了运载体不同机动方式的运动特性和轨迹生成算法，通过模拟仿真的方法生成了载体的运动轨迹，并得到与轨迹相对应的惯组模拟数据，为传递对准的仿真研究提供了数据来源。在重点分析传递对准精度影响因素的基础上，对传递对准算法展开研究，推导了捷联惯导系统传递对准误差方程，建立了速度匹配、速度加姿态匹配模式下的状态方程和量测方程，实现了传递对准算法的卡尔曼滤波器设计。将弹车行进过程中的振动谱数据应用于传递对准算法中，通过仿真实验对对准效果进行了评估。在上

5、述研究的基础上，本文在LabVIEW开发环境中，利用分布式仿真结构和模块化的设计思想，开发了一套具有载体运动轨迹仿真、惯性器件数据模拟、行进间初始对准等一系列功能的车载惯性导航仿真系统，该系统能够实现对车载武器发射过程的模拟推演，为实际车载惯导系统的开发、测试与评估等提供了良好的虚拟环境。最后，通过仿真实验，验证了系统流程设计的合理性和仿真算法的准确性，整个仿真平台运行流畅，能够实现车载导弹从技术阵地出发到起竖发射整个流程的完整推演，仿真结果达到指标设计要求。关键词：捷联惯导；初始对准；系统仿真；卡尔曼滤波-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractVirtualexperimenti

6、sakeytechnologyinthefieldofnationaldefensescienceandtechnology.Performancetestingandvalidationofvehicleinertialnavigationsystemisacomplexproject,theshortcomingsofinertialnavigationsystemofphysicalexperimentistime-consuming,costly,andvirtualtesttechnologycanfromacertainextentmakeupfortheshortage.Th

7、eInertialNavigationSystemneedsfortheinitialalignmentbeforeenteringintotheworkingstate.Forthevehicle-weaponsystem,thereductionoftheinitialalignmenttimecaneffectivelyreducethelaunchpreparationtime,thusimprovingthes