惯性/天文组合导航系统中信息处理的研究

论文题目: 惯性/天文组合导航系统中信息处理的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 系统工程

作者: 李家齐

导师: 王红卫,刘爱东

关键词: 惯性导航,天文导航,信息处理,经验模分解,陀螺漂移,组合模式

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 惯性导航系统由于其感测元件—陀螺仪的漂移造成导航系统误差随时间不断累积,本文利用天文导航系统,结合信息处理技术,探讨了惯性/天文组合导航系统的相关问题。论文首先对一组实际陀螺漂移数据进行了建模。根据陀螺漂移的特性,提出采用经验模分解的方法对其趋势项进行提取,但传统的经验模分解方法存在局部均值估值不准,插值过程存在端点效应的问题,因此,本文又引入二拍自适应滤波及自适应边界估值来对原方法加以改进; 在成功提取趋势项后,通过采用时间序列的分析方法,建立了陀螺漂移平稳时间序列的自回归滑动平均模型; 并得出陀螺漂移模型可近似为常值加一阶马尔可夫过程这样一个结论。论文接着介绍了惯性/天文组合模式的最新进展,并在有关文献基础上结合建立的陀螺漂移模型推导出了以四元数误差和陀螺漂移为状态变量及以误差四元数和陀螺漂移为状态变量的两种组合模式,并给出了组合导航系统的状态方程和量测方程; 通过对几种组合模式的比较,选取了适合于本文的组合模式。讨论了卡尔曼滤波及其两种自适应滤波方法,并对滤波方式和组合导航系统的校正方式进行了简单比较,选定了组合系统的滤波和校正方案。最后利用卡尔曼滤波和自适应滤波对选取的组合模式进行了仿真,并对滤波的发散进行了有效抑制; 通过对仿真结果的分析,进一步比较了组合导航系统的组合模式和滤波方法,得出了适合于实际应用的方案。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究动态概况

1．3 本文内容安徘

2 惯性导航和天文导航原理

2．1 常用坐标系

2．2 四元数理论

2．3 捷联惯性导航系统原理

2．4 天文导航原理

3 陀螺漂移建模技术

3．1 陀螺仪漂移特性

3．2 陀螺漂移趋势项提取

3．3 陀螺漂移平稳序列的建模

3．4 陀螺漂移总体模型

4 INS/CNS 组合模式

4．1 基于陀螺漂移估计误差的组合模式

4．2 以四元数误差和陀螺漂移为状态变量的组合模式

4．3 以误差四元数和陀螺漂移为状态变量的组合模式

4．4 几种组合模式的简单比较

5 信息融合算法及校正方式

5．1 卡尔曼滤波技术

5．2 滤波方式的选取

5．3 系统校正方式的选取

6 系统仿真及其结果分析

6．1 组合导航系统的仿真

6．2 仿真结果及其分析

6．3 自适应卡尔曼滤波的应用

7 结论

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文目录

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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惯性/天文组合导航系统中信息处理的研究

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