论文部分内容阅读
捷联惯性导航系统(Strapdown inertial navigation system,SINS)是一种自主式导航系统，捷联惯导系统最重要的问题是初始对准问题。微机电系统(MEMS)是进行初始对准的关键条件。本文针对MEMS器件对捷联惯导系统进行了初始对准及其相关问题的研究。初始对准是捷联惯导系统的关键技术之一，它直接影响捷联惯导系统的导航性能，系统采用陀螺、加速度计和磁力计完成惯导系统的初始对准。考虑到低精度的捷联惯导系统中陀螺、加速度计精度较低，文中分析了陀螺仪、加速度计的工作条件及环境，理论上分析了陀螺仪和加速度计的误差，构建陀螺仪和加速度计的模型。采用动静相结合、最小二乘法，对陀螺和加速度计进行标定及补偿。大部分的对准采用自对准方法。比较常用方法是采用加速度计、陀螺仪组合形式下进行，首先简要分析了加速度计和陀螺仪组合条件下的对准方法，在此基础上，为了解决陀螺仪精度低的问题，提出了一种采用磁传感器航向角进行初始对准的方法。主要分为粗对准和精对准两种，在粗对准过程中，利用加速度计的输出值解算出俯仰角和横滚角，根据磁力计的特点，采集输出值解算出航向角，完成粗对准。为了进一步提高对准精度，需要进行精对准，以速度误差、姿态误差以及航向角误差等作为状态变量，建立观测方程及离散型卡尔曼滤波模型，然后针对粗、精对准进行了仿真实验。实验结果表明，采用磁传感器航向角的对准方法能够较好的改善捷联惯导系统精度问题，有效的抑制建模误差的影响。将其应用在低精度捷联惯导系统中是切实可行的。文中除了初始对准工作之外，还对组合导航系统(SINS/GPS)完成了GPS定位以及软件平台的开发，利用导航电文解算卫星位置，对GPS软件平台进行了开发,构建以图形为主导模式的软件平台。对车载机载系统应用提供了有力的条件。