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惯性导航初始对准在车载多传感器集成系统上的应用研究

胡晓乐  
【摘要】: 捷联式导航系统是惯性导航系统中的一种,它与平台式导航系统相比具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的特点,是今后惯性导航系统的发展方向。初始对准技术是惯导系统的一项关键技术,它的准确度对惯导系统的精度有直接影响。本论文的研究工作是以国家“十一五”863计划地球观测与导航技术领域项目“车载多传感器集成关键技术研究”(2006AA12Z324)的部分研究内容为背景,以YH-7000捷联惯性测量组件为基础,对捷联惯导系统中的两项关键技术进行初步的探讨,为进一步深入研究奠定基础。本论文主要完成的工作如下: 1.捷联式惯导系统的数据采集软件的开发。数据采集软件是实现数据处理的基础,本文通过IMU与导航计算机之间的串口通讯采集数据;由于数据量较大,数据的传输需要防止内存泄露。 2.捷联式惯导系统初始对准方法的研究。论文首先介绍了解析粗对准的方法,即利用惯性导航系统本身的加速度计和陀螺仪测量的重力加速度和地球自转角速度信息进行自主式对准的方法。该方法可以粗略地给出捷联矩阵的初始值,以作为精对准的初始值。 3.论文研究了卡尔曼滤波及其在初始对准中的运用,首先讨论了卡尔曼滤波的研究背景,接着推导了卡尔曼滤波的公式,离散化了连续系统的状态方程。论文给出了实验用的系统方程和观测方程。 4.论文讨论了系统误差方程,在此基础上将卡尔曼滤波应用于捷联式惯性导航系统的初始对准,并对此进行了仿真分析。


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