慣性-天文組合導(dǎo)航系統(tǒng)半物理仿真研究.pdf

1、天文導(dǎo)航技術(shù)具有自主性強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。隨著太空探索任務(wù)的復(fù)雜性的提高，以及現(xiàn)代戰(zhàn)爭對武器系統(tǒng)高可靠性和高精確性的要求，天文與慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)正在成為各種運(yùn)載體的首選導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　捷聯(lián)慣導(dǎo)/天文組合導(dǎo)航是以捷聯(lián)慣性導(dǎo)航為參考子系統(tǒng)、天文導(dǎo)航為輔助子系統(tǒng)，綜合利用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航和天文導(dǎo)航信息來提高運(yùn)載體的導(dǎo)航精度和可靠性。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有不依賴任何外部條件以及較高的數(shù)據(jù)更新率等優(yōu)點(diǎn)，但是由于陀螺漂移，使慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差累積，失調(diào)

2、角隨著時(shí)間增長而增加。而天文導(dǎo)航雖然數(shù)據(jù)更新率較低，但其具有較高的精度，并且誤差并不隨著時(shí)間而增加。因此本文將兩種導(dǎo)航系統(tǒng)組合起來，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，組成性能優(yōu)良的組合導(dǎo)航系統(tǒng)。本文針對捷聯(lián)慣導(dǎo)/天文組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.通過學(xué)習(xí)導(dǎo)航解算中需要的坐標(biāo)系基礎(chǔ)知識(shí)和四元數(shù)理論，分析了四元數(shù)坐標(biāo)變換公式，為其在姿態(tài)解算中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　2.在分析捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和天文導(dǎo)航系

3、統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，對兩個(gè)子系統(tǒng)的誤差傳播特性進(jìn)行了研究。
　　3.根據(jù)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和天文導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差模型，建立了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程；以兩個(gè)子系統(tǒng)輸出的姿態(tài)角差值作為量測量，推導(dǎo)了姿態(tài)角差值與數(shù)學(xué)平臺(tái)誤差角之間的關(guān)系，建立了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的量測方程。
　　4.推導(dǎo)了用于姿態(tài)反饋校正的四元數(shù)補(bǔ)償法，針對建立的捷聯(lián)慣性/天文組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型，采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行了MATLAB數(shù)學(xué)仿真，對輸出校正和反饋校正兩種方式進(jìn)行了對比