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基于光学测量的相对导航技术研究

崔晓垣  
【摘要】:随着现代战争对联合协同作战要求的日益提高,相对导航技术也不断发展起来。不同于绝对导航,相对导航是以测量相对位置信息为基础,给出导航载体相对于同一相对坐标系或同一网络中的坐标。然而,由于导航系统的累积误差,载体在真实地理坐标系中的绝对位置是不准确的。为了在完成相对导航的同时,确定系统内其他载体准确位置,有必要借助其它手段完成相对导航中的载体自主导航定位任务。 本论文研究了一种基于光学成像的导航方案来提高导航系统的精度。 首先,提出了一种基于地标成像原理的惯导误差校正方法。利用飞机光电平台上的地标图像成像系统解算飞机的空间三维坐标,从而实现对惯导系统的误差校正。 其次,针对光学测量校正飞机惯导系统的方案,进一步研究了为满足校正精度应对光学测量系统性能指标提出的要求,为光学测量系统的研制方案和性能指标的确定提供了理论依据。 最后,分析和讨论了利用序列图像估计导航参数,采用一种二维运动模型作为点的轨迹模型,用PDAF算法进行状态估计。研究了像点选择算法,总结选取像点的标准。建立了基于IEKF的序列图像估计导航参数的数学模型,并进行仿真。 仿真结果表明,该系统可消除惯导系统由于陀螺和加速度计误差所造成的累计误差,从而大大提高惯性导航系统的定位精度,实现无源定位,使相对导航问题可以在绝对坐标系求解。


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