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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于MIMU的捷联惯性导航系统数据采集与处理技术研究

张斌  
【摘要】: 捷联惯性导航系统是近年来惯性技术的一个发展方向,随着MEMS技术的发展,MIMU逐渐成为捷联惯性导航领域的研究热点。本文针对MIMU中陀螺仪和加速度计的数据采集与处理技术进行了研究,提出了一种新的方法,解决现有MIMU系统中存在的一些问题。主要工作如下: 系统地学习了捷联惯导系统的基本原理,对比分析了欧拉角法、方向余弦法和四元数法三种捷联姿态算法的优缺点,重点介绍了四元数法在捷联姿态矩阵计算中的应用。 设计了MIMU系统的组成方案和数据采集方案。首先,介绍了MIMU系统的结构组成和工作原理。其次,针对MIMU数据采集动态范围宽和精度高的要求,提出了自动增益控制A/D转换的数据采集方法,给出了这种方法的电路设计。然后,通过分析计算和仿真实验说明自动增益控制A/D转换的数据采集方法能够提高MIMU数据采集的动态范围。 分析了影响MIMU系统精度的各种误差源,通过推导建立了微惯性器件误差模型、姿态误差模型、位置和速度误差模型。 分析了Kalman滤波的基本原理及应用要求,在MIMU系统中设计和实现了Klaman滤波器,对MIMU系统的状态量和观测量建模以后,进行了Kalman滤波仿真实验。讨论了常规Kalman滤波器发散现象出现的原因,提出了抑止发散的数据处理方法,即自适应Kalman滤波。然后进行了自适应Kalman滤波仿真实验,结果表明该方法能有效提高MIMU系统的精度。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V249.322

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张梁;室内近距高精度激光/INS融合定位方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 王小瑞;基于MIMU与超声多普勒里程仪的陆用车辆组合导航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 王圣洁;康凤举;韩翃;;AUV组合导航半实物仿真系统关键技术研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【相似文献】
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5 陈远程;液力变矩器实验台测试系统的研究[D];吉林大学;2006年
6 邓在雄;材料试验机的计算机数据采集与处理系统[D];北京化工大学;2004年
7 张明艳;换热器性能测试系统的设计与开发[D];兰州理工大学;2006年
8 齐文娟;协方差交叉信息融合滤波器[D];黑龙江大学;2012年
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10 梁彦超;捷联惯性组合导航系统的滤波器设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2012年
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