目錄
第1章 定位定向系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)概述
1.1慣技術(shù)
1.2陸用定位定向系統(tǒng)
1.3初始對(duì)準(zhǔn)
1.4自航
1.5衛(wèi)星輔助導(dǎo)航
1.6在我標(biāo)定
1.7旋轉(zhuǎn)調(diào)制
1.8參數(shù)估計(jì)
第2童定位定向系統(tǒng)誤美分析
2.1研究對(duì)象及所選坐標(biāo)系
2.2捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差模型
2.2.1慣傳感器測量誤差
2.2.2系統(tǒng)誤差方程
2.2.3系統(tǒng)非線誤差模型
2.3誤差傳播特分析
2.3.1陀螺常值源移傳播特
2.3.2加速度計(jì)零偏傳播特
2.3.3初始誤差傳播特
2.3.4初始對(duì)準(zhǔn)過程中的誤差傳播特
2.4航位推算誤差模型
2.5晃動(dòng)對(duì)慣組量測的影響分析
2.5.1Allan方差分析
2.5.2.靜基座慣組輸出特分析
2.5.3.角晃動(dòng)對(duì)量測的影麗
2.5.4線振動(dòng)對(duì)量測的影響
2.5.5外部干擾特分析
第3章 基于晃動(dòng)補(bǔ)償方法的導(dǎo)航方法研究
3.1常用初始對(duì)準(zhǔn)方法
3.1.1粗對(duì)準(zhǔn)
3.1.2精對(duì)加
3.2基于晃動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖院匠跏紝?duì)準(zhǔn)
3.2.1基座晃動(dòng)補(bǔ)償方法
3.2.2.基于見動(dòng)補(bǔ)償方法的粗對(duì)準(zhǔn)
3.2.3基于晃動(dòng)補(bǔ)償方法的精對(duì)準(zhǔn)
3.2.4試驗(yàn)驗(yàn)證
3.3基于晃動(dòng)補(bǔ)償?shù)牧闼傩拚椒?/span>
3.3.1傳統(tǒng)零速修正方法
3.3.2動(dòng)態(tài)零速修正方法
3.3.3量測的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)零建修正
3.3.4仿真對(duì)比
3.3.5試臉驗(yàn)證
3.4里程計(jì)誤差補(bǔ)償
3.4.1里程計(jì)桿臂誤差補(bǔ)償
3.4.2仿真對(duì)比
3.4.3加速度計(jì)輔助的里程計(jì)量測誤差補(bǔ)償
3.4.4 試驗(yàn)?zāi)樧C
第4章基于衛(wèi)星信息輔助的導(dǎo)航方法研究
4.1衛(wèi)星輔助條件下的大失準(zhǔn)角初始對(duì)準(zhǔn)方法
4.1.1典型的大失準(zhǔn)角動(dòng)基座初始對(duì)準(zhǔn)方法的缺陷
4.1.2.的大失灌角條件下的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)方法
4.1.3試驗(yàn)驗(yàn)證
4.2基于非線觀測器的參數(shù)估計(jì)方法
4.2.1非線觀測器設(shè)計(jì)
4.2.2仿真對(duì)比
4.2.3試驗(yàn)驗(yàn)證
4.3衛(wèi)星輔助導(dǎo)航誤差補(bǔ)償方法
4.3.1初始粗量測過程
4.3.2估計(jì)過程
4.3.3.試驗(yàn)驗(yàn)證
第5章基于快速正交搜索和卡爾曼濾波的
導(dǎo)航方法研究
5.1快速正交搜索算法
5.L.1系統(tǒng)模型建立
5.1.2詳細(xì)搜索過程
5.2 FOS/KF在大失準(zhǔn)角初始對(duì)準(zhǔn)中的應(yīng)用
5.2.1大方位失準(zhǔn)角誤差分析
5.2.2 FOS/KF在初始對(duì)準(zhǔn)中的應(yīng)用
5.2.3仿真對(duì)比
5.2.4試驗(yàn)驗(yàn)證
5.3FOS/KF在導(dǎo)航過程中的應(yīng)用
5.3.1系統(tǒng)非線誤美模型
5.3.2 FOS/KF在導(dǎo)航定位中的應(yīng)用
5.3.3 試驗(yàn)驗(yàn)證
第6章 主子慣導(dǎo)誤差標(biāo)定
6.1橫滾運(yùn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)可觀測的影響
6.1.1可觀測及常用分析方法
6.1.2基于PWCS和初等變換的可觀測分析方法
6.1.3仿真分析
6.2主子慣導(dǎo)在線標(biāo)定機(jī)動(dòng)方式設(shè)計(jì)
6.2.1誤差標(biāo)定常用方法
6.2.2主子慣導(dǎo)簡易標(biāo)定方法
6.2.3角運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇
6.2.4主子慣導(dǎo)標(biāo)定方法
6.2.5仿真試驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
第1章定位定向系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)概述
1.1慣技術(shù)
20年以來，慣導(dǎo)航技術(shù)得到了長足的發(fā)展，被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，成為最重要的導(dǎo)航方式之一。其主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段。（1）20世紀(jì)30年代之前。1923年休拉發(fā)表的論文《運(yùn)載工具的加速度對(duì)于擺和陀螺儀的干擾》以牛頓三大定律為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了休拉擺的原理。該論文為慣導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。（2）20世紀(jì)40年代以后。1940年以后，慣導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）開始在裝備上實(shí)際應(yīng)用，代表的是德國的V-Ⅱ火箭。1950年，麻省理工學(xué)院研制出了單自由度的液浮陀螺，并且達(dá)到了較高的精度，這臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代，隨著液浮陀螺技術(shù)的成熟臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)被大量應(yīng)用到民航飛機(jī)上。與此同時(shí)，美國開始了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）的探索，首先應(yīng)用捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的是“阿波羅”宇宙飛船。（3）20世紀(jì)70年代。1973年美國霍尼韋爾公司、羅克韋爾公司研制出了靜電陀螺，經(jīng)過不斷，靜電陀螺的精度可以達(dá)到10-40/h，在失重條件下其精度更是能達(dá)到10-9~10-11o/h，由于靜電陀螺優(yōu)異的能，此時(shí)美國多種型號(hào)的戰(zhàn)略導(dǎo)彈、戰(zhàn)略轟炸機(jī)上都采用靜電陀螺。與靜電陀螺同時(shí)出現(xiàn)的還有氣浮陀螺和磁懸浮陀螺，但是由于受到當(dāng)時(shí)制造工藝的限制，精度不如靜電陀螺，所以沒有得一步的推廣和應(yīng)用。（4）光纖陀螺和激光陀螺的出現(xiàn)。光學(xué)陀螺的出現(xiàn)將慣導(dǎo)航技術(shù)帶到了的新高度，是慣領(lǐng)域的大變革。光學(xué)陀螺的工作原理與機(jī)械陀螺有著本質(zhì)的區(qū)別，可以達(dá)到更高的精度和可靠，并且可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中。由于光學(xué)陀螺的出現(xiàn)大大提高了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度，再加上體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在逐漸取臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)。代表的就是美軍，1984年之前美軍所有武器裝備均采臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)，而1994臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)的使用率僅為10%，其余均為捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)。十年間捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)幾乎替代臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)已然成為慣導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展方向。（5)21世紀(jì)以來，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS）的出現(xiàn)給慣導(dǎo)航領(lǐng)域注人了新鮮的血液，利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)出來的慣器件不僅體積小，而且造價(jià)低廉，在軍用和民用領(lǐng)域都有很多應(yīng)用。
1.2陸用定位定向系統(tǒng)
陸用慣導(dǎo)航系統(tǒng)由陸用陀螺羅盤發(fā)展而來。陀螺羅盤首先被應(yīng)用于航海，由于地面武器系統(tǒng)的需要，美國工程兵測繪研究院于20世紀(jì)60年代研制出首臺(tái)陸用定位定向系統(tǒng)(PADS)，其定位精度可以達(dá)到20m，零速修正的時(shí)間間隔為10min。80年代初期美軍對(duì)該系行了更新?lián)Q代，將原有的“A-200D”型加速度計(jì)更換為更高精度的“A-1000”型加速度計(jì)。另外，為了實(shí)時(shí)地估計(jì)補(bǔ)償陀螺常值漂移和加速度計(jì)零偏，在其參數(shù)估計(jì)過程中采用了14維的Kalman濾波器。隨著美軍對(duì)慣導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷升級(jí)更新，歐洲各國也相繼開展了陸用定位定向系統(tǒng)的研發(fā)，如英國Ferranti公司推出的FILS系列、法國Sagem公司推出的ULISS30系列等。同一時(shí)期，Honeywell利用GG-1342型激光陀螺研發(fā)出了首臺(tái)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，該型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)不僅具有較高的可靠，而且相比同精度臺(tái)慣導(dǎo)航系統(tǒng)，其成本僅為三分之一。捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)被應(yīng)用到的陸用武器裝備為美軍的榴彈炮，自此之后捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到美國陸軍。隨后北約和歐盟又紛紛研制出更新型號(hào)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，并應(yīng)用到自行火炮、戰(zhàn)地偵察車、步兵戰(zhàn)車、火箭炮等武器系統(tǒng)上。表1-1為國外陸用定位定向系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域。
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