【摘 要】
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随着现代战争对武器装备快速性和机动性的要求,往往需要陆地车辆自主、快速、精确的导航定位。本文从系统和惯性器件的角度分析各种影响导航系统精度的误差因素,基于车辆振动
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随着现代战争对武器装备快速性和机动性的要求,往往需要陆地车辆自主、快速、精确的导航定位。本文从系统和惯性器件的角度分析各种影响导航系统精度的误差因素,基于车辆振动环境设计了一种适合在振动环境下,满足导航系统导航需求的滤波方法。首先,介绍了捷联惯性导航系统工作原理及系统构成,利用四元数算法及等效旋转矢量方法对惯导系统的姿态、位置和误差等导航参数信息进行更新,推导了导航参数信息的误差方程,建立了车辆的振动模型,并用MATLAB仿真,验证车辆振动对车载惯导系统输出导航参数精度的影响。其次,系统地分析惯导系统和惯性器件主要误差来源,针对惯性器件误差源,用ALLAN方差分析法和功率谱密度法相结合的方法去测定光纤陀螺性能,对光纤陀螺输出误差进行全面辨析并提出减小误差的措施。再次,针对车载振动环境下,惯导系统输出导航参数信息包含的误差进行滤波处理,推导了小波滤波算法,结合MALLT算法和多尺度小波分解算法的数学方程,对不同的阈值选取方法、不同小波基和不同小波分解层次对于滤波效果的影响进行讨论,为仿真验证奠定了基础。最后,给出了捷联惯导系统导航解算流程图及误差补偿法小波滤波流程图,并对所设计的算法用MATLAB进行仿真测试。在正弦函数为有效路形的前提下,测试理想情况和实际情况下惯导系统输出轨迹,并分析各项导航参数的误差;针对实际路况,采用小波滤波法对惯导系统输出导航参数信息进行滤波处理,对比分析相同小波基下不同分解尺度和相同分解尺度下不同小波基滤波效果,结果显示:不同小波基对于滤波结果不同,增加小波基分解尺度有利于优化滤波效果,但达到一定程度后,不再随着分解尺度的增加而增加。滤波之后,车载导航系统精度提高,可以达到实际应用需求。
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