高精度捷联式惯性导航系统算法研究

论文题目: 高精度捷联式惯性导航系统算法研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 精密仪器及机械

作者: 张春慧

导师: 吴简彤

关键词: 捷联惯导系统,四元数,旋转矢量,姿态更新

文献来源: 哈尔滨工程大学

发表年度: 2005

论文摘要: 捷联式惯性导航系统是近年来惯性技术的一个发展方向。由于捷联系统一系列的优点,捷联系统取代平台系统,已成为新世纪惯性技术发展的一种大趋势。目前,我国的捷联系统惯性技术仍处在低精度水平。要提高捷联系统精度,一方面是设计和制造出高精度的惯性器件,但由于受材料和工艺的限制而较难以实现;另一方面就是设计和采用高精度的捷联算法,因而研究一种适用于捷联系统的高精度算法就成为急需解决的课题。本文从实际出发,对适用动态环境的捷联惯导系统的高精度姿态算法进行推证,并着重对以下几个问题进行了研究: 1.介绍了捷联惯性导航系统的基本工作原理,包括坐标系及其之间的关系,讨论了欧拉角、四元数等几种经典的解算方法,和计算周期的划分等。 2.讨论了等效转动矢量法及其衍生的一系列修正算法和优化算法,并作了精度分析和数字仿真,并对根据角增量提取角速率的方法进行了研究和验证。 3.研究了划船运动下,速度解算的误差补偿方法。对利用对偶原理从圆锥效应到划船效应的对应方法进行了讨论。 4.讨论了捷联式惯性导航系统的误差,对位置计算中的涡卷误差进行了推证。

论文目录:

第1章绪论

1.1 概述

1.2 惯性导航技术简介

1.2.1 惯性导航技术的发展

1.2.2 惯性导航系统的地位

1.2.3 我国惯性导航技术的发展

1.3 捷联式惯性技术

1.3.1 捷联式惯性导航系统的关键技术

1.3.2 论文的研究内容

第2章捷联式惯性导航系统基本原理

2.1 引言

2.2 常用坐标系及其转换关系

2.2.1 坐标系的定义

2.2.2 各坐标系之间的转换关系

2.3 捷联式惯性导航系统的姿态更新

2.3.1 欧拉角法

2.3.2 方向余弦法

2.3.3 四元数法

2.3.4 等效转动矢量法

2.3.5 姿态算法比较

2.4 姿态角真值的求取

2.5 导航计算

2.6 速度计算

2.7 捷联式惯性导航系统的不同更新周期

2.8 本章小结

第3章捷联式惯性导航系统的姿态算法

3.1 引言

3.2 等效转动矢量法

3.3 圆锥运动算法优化

3.4 双子样二次迭代优化算法

3.5 算法仿真

3.6 角速率输入下的姿态算法研究

3.7 本章小节

第4章捷联式惯性导航系统的速度算法

4.1 引言

4.2 速度方程和划船运动

4.3 划船误差补偿算法

4.4 利用对偶性原理推导划船误差

4.5 精度准则

4.6 算法优化

4.7 算法的比较及数字仿真

4.8 本章小结

第5章捷联式惯性导航系统的误差分析

5.1 引言

5.2 捷联式惯性导航的系统误差分析

5.2.1 利用龙格-库塔法进行捷联解算

5.2.2 系统误差方程

5.3 捷联式惯性导航系统的动态误差分析

5.3.1 位置计算中的涡卷误差分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

发布时间: 2005-10-21

参考文献

[1].捷联惯导系统的算法研究及其仿真实现[D]. 张燕.大连理工大学2008
[2].加速度计/磁强计捷联惯导系统姿态解算方法研究[D]. 李海涛.中北大学2007
[3].捷联惯导系统姿态角快速对准技术研究[D]. 何昆鹏.哈尔滨工程大学2004
[4].高精度捷联惯导系统空中对准技术研究[D]. 刘旖旎.哈尔滨工程大学2012
[5].激光捷联惯导系统误差标定与高精度导航算法研究[D]. 王佳.哈尔滨工业大学2008
[6].无陀螺捷联惯导系统精度的研究[D]. 李洪军.哈尔滨工程大学2004
[7].激光陀螺捷联惯导系统旋转调制技术研究[D]. 张鹏.哈尔滨工业大学2010
[8].挠性捷联惯导系统机载安装方式误差激励研究[D]. 王松.南京航空航天大学2007
[9].无陀螺捷联惯导系统在航天器上的应用研究[D]. 杨明.哈尔滨工业大学2011
[10].旋转矢量算法在无陀螺捷联惯导系统中的应用研究[D]. 周扬.哈尔滨工程大学2005

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