微慣導(dǎo)北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法研究
定 價:85 元
叢書名:國防科技大學(xué)慣性技術(shù)實驗室優(yōu)秀博士學(xué)位論文叢書
- 作者:王安成,何曉峰,唐康華,胡小平,范晨 著
- 出版時間:2020/5/1
- ISBN:9787118120813
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN967.1
- 頁碼:168
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《微慣導(dǎo)北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法研究》面向高動態(tài)載體導(dǎo)航需求,基于國防科技大學(xué)慣性技術(shù)實驗室參與研發(fā)的國產(chǎn)化微慣導(dǎo)/北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)樣機,針對影響其性能的主要誤差源及其抑制方法進行了研究。重點分析了參與組合的微慣性測量單元中微陀螺溫度誤差影響規(guī)律,從抑制溫度誤差傳遞鏈路的角度,提出了一種降低微陀螺溫度誤差的新方法;深入研究了深組合系統(tǒng)中慣導(dǎo)精度與北斗接收機基帶信號跟蹤性能的適配性,給出了典型參數(shù)下滿足環(huán)路跟蹤需求的慣導(dǎo)精度下界,并設(shè)計了一種新慣性輔助接收機載波跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu):《微慣導(dǎo)北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法研究》還針對組合系統(tǒng)航向角阻尼問題,提出了利用接收機測量的載體運動加速度信息輔助解算的新方法,提高了航向角精度。
《微慣導(dǎo)北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法研究》對從事組合導(dǎo)航特別是慣導(dǎo)/衛(wèi)星組合系統(tǒng)的科研和工程技術(shù)人員具有重要的參考價值,也可作為高等學(xué)校組合導(dǎo)航等專業(yè)方向的研究生教材。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System,INS)與全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)具有誤差特性互補的特點,使得INS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)極具應(yīng)用價值。按照融合方式的不同,INS/GNSS組合可以劃分為松組合、緊組合和深組合,其中深組合實現(xiàn)了INS與GNSS的相互輔助,可獲得更高的導(dǎo)航精度、更好的動態(tài)適應(yīng)性和抗干擾能力。但是,深組合導(dǎo)航系統(tǒng)中慣導(dǎo)與接收機的相互輔助,也使得系統(tǒng)高度耦合,誤差源較多,誤差相互作用機理復(fù)雜。特別是當(dāng)系統(tǒng)使用低成本低精度的微型慣性測量單元(Micro Inertial Measurement Unit,MIMU)時,誤差抑制問題更應(yīng)引起重視。本書面向高動態(tài)應(yīng)用背景,基于國防科技大學(xué)所研制的國產(chǎn)微慣導(dǎo)/北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)樣機,對深組合系統(tǒng)導(dǎo)航的誤差源與誤差傳播特性進行了深入分析,并針對低成本慣導(dǎo)中的微陀螺漂移誤差、北斗接收機載波環(huán)跟蹤誤差和組合導(dǎo)航姿態(tài)角誤差等主要誤差源及其抑制方法進行了深入研究,主要內(nèi)容包括:
(1)對MIMU/BDS深組合系統(tǒng)的基本框架和系統(tǒng)模型進行了詳細闡述,對不同深組合模型進行了比較,深入分析了慣性輔助型深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差源與誤差傳遞過程.指出:①MIMU測量誤差和北斗接收機載波環(huán)跟蹤誤差是深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的主要誤差源;②姿態(tài)誤差尤其是航向角誤差的可觀性差,其估計精度受MIMU測量誤差的限制,難以滿足應(yīng)用需求;③實際應(yīng)用中,溫變導(dǎo)致的MIMU零偏漂移是MIMU測量誤差的主要來源,也是降低深組合導(dǎo)航系統(tǒng)精度的顯著因素。利用MIMU/BDS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)樣機、半物理仿真測試平臺及車載實驗平臺對實際系統(tǒng)進行了測試,結(jié)果驗證了誤差分析結(jié)論的正確性。
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 微慣導(dǎo)/北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究進展
1.2.1 MIMU及其誤差抑制技術(shù)
1.2.2 BDS與接收機基帶信號高動態(tài)跟蹤技術(shù)
1.2.3 INS/GNSS深組合導(dǎo)航技術(shù)
1.3 本書主要內(nèi)容
第2章 微慣導(dǎo)/北斗深組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型與誤差分析
2.1 深組合導(dǎo)航系統(tǒng)基本框架
2.1.1 接收機模塊
2.1.2 慣導(dǎo)模塊
2.1.3 組合處理模塊
2.2 深組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型分析
2.2.1 標(biāo)量跟蹤與矢量跟蹤
2.2.2 慣性輔助型深組合模型
2.2.3 矢量跟蹤型深組合模型
2.2.4 模型比較分析
2.3 深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差分析
2.3.1 速度誤差分析
2.3.2 位置誤差分析
2.3.3 姿態(tài)誤差分析
2.3.4 MIMU測量誤差分析
2.3.5 深組合導(dǎo)航系統(tǒng)誤差鏈
2.3.6 實驗分析與驗證
第3章 硅微陀螺溫度誤差抑制新方法研究
3.1 硅微陀螺基本原理
3.1.1 硅微陀螺工作原理及其動力學(xué)分析
3.1.2 硅微陀螺信號檢測與控制原理
3.2 硅微陀螺解調(diào)失配角定義及其與角速度輸出誤差的關(guān)系
3.3 硅微陀螺解調(diào)失配角的溫度敏感性與溫度變化機理
3.3.1 解調(diào)失配角的影響因素
3.3.2 敏感模態(tài)運動模型的相移及其影響因素
3.3.3 敏感模態(tài)信號檢測電路的相移及其影響因素
3.3.4 驅(qū)動模態(tài)運動模型的相移及其影響因素
3.3.5 解調(diào)失配角的溫度敏感性及溫度變化機理
3.4 基于頻率高精度跟蹤的解調(diào)失配角抑制方法
3.4.1 基于相位控制的驅(qū)動模態(tài)諧振頻率跟蹤方法基本原理
3.4.2 基于相位控制的驅(qū)動模態(tài)諧振頻率跟蹤環(huán)路分析與設(shè)計
3.4.3 仿真驗證
3.4.4 實驗驗證
3.5 解調(diào)失配角動態(tài)估計方法
3.5.1 基于卡爾曼濾波器的解調(diào)失配角動態(tài)估計
3.5.2 基于自適應(yīng)強跟蹤卡爾曼濾波器的解調(diào)失配角動態(tài)估計
3.5.3 實驗驗證
……
第4章 MIMU輔助下北斗接收機載波環(huán)跟蹤誤差抑制方法研究
第5章 基于接收機加速度信息的航向角誤差阻尼
第6章 總結(jié)與展望
附錄
參考文獻