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机载战术武器传递对准时延误差补偿算法研究

作　者: 杨尧
导　师: 王民钢
学　校: 西北工业大学
专　业: 兵器发射理论与技术
关键词: 机载战术武器快速传递对准速度加姿态匹配法时延补偿扩维卡尔曼滤波器四元数外推补偿算法
分类号: E92
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 245次
引　用: 7次
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内容摘要

惯导系统动基座快速传递对准是近年来惯性技术领域研究的重要课题。特别是机载战术武器在现代局部战争中的作用日益突出。对各类战术武器的捷联惯导系统对准的快速性和准确性提出了更高的要求。因此进一步提高其对准性能具有重要意义。本文在研究了传递对准中速度加姿态匹配法的基础上，重点研究了时延所造成的误差以及补偿时延所造成误差的方法。本文的主要工作如下： 1 论述传递对准的基本理论。定义了传递对准中的常用坐标系及其转换关系；论述了捷联惯导系统的姿态计算方法，推导了捷联惯导系统的力学编排方程以及传递对准过程中的机载主惯导和弹载子惯导误差模型；论述了卡尔曼滤波的基本理论。 2 介绍了快速传递对准的几种匹配方法；详细推导了速度加姿态匹配法的状态方程，设计了速度加姿态匹配法的卡尔曼滤波器，建立了仿真模型，并进行了仿真研究。 3 详细分析了传递对准时延误差的产生过程，设计了扩维卡尔曼滤波器，提出了四元数外推补偿算法，并对这几种算法进行了数字仿真分析。本文研究的主要创新点是提出了新的时延补偿算法即四元数外推补偿算法，以及在前人的基础上重新设计了扩维卡尔曼滤波器，均能很好的解决时延问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-11
  1.1 动基座传递对准概述  7-8
  1.2 动基座传递对准对准精度提高方法概述  8-9
  1.3 本文研究内容  9-11
第2章动基座传递对准基本理论  11-30
  2.1 传递对准常用坐标系及其转换关系  11-16
    2.1.1 常用坐标系  11-12
    2.1.2 常用坐标系之间的转换关系  12-15
    2.1.3 地球几何参数与物理参数  15-16
    2.1.4 常用符号说明  16
  2.2 捷联式惯性导航系统姿态计算以及力学编排  16-24
    2.2.1 姿态计算  16-18
    2.2.2 力学方程编排  18-19
    2.2.3 惯导系统的误差模型  19-20
    2.2.4 捷联式惯导系统误差方程  20-24
  2.3 传递对准过程中的机载主惯导和弹载子惯导误差模型  24-26
  2.4 卡尔曼滤波理论  26-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章速度加姿态匹配方法  30-45
  3.1 快速传递对准匹配方法概述  30-32
  3.2 速度加姿态角状态方程的推导  32-40
    3.2.1 主/子惯导导航方程  32-34
    3.2.2 测量主/子姿态误差  34-36
    3.2.3 测量主/子速度误差  36-39
    3.2.4 机翼挠性分析  39-40
  3.3 速度加姿态角传递对准卡尔曼滤波器设计  40-43
    3.3.1 状态变量的选择  40-41
    3.3.2 仿真研究  41-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章时延误差补偿方法  45-58
  4.1 时延误差分析  45-46
  4.2 扩维卡尔曼滤波补偿算法  46-53
    4.2.1 主子惯导姿态差  46-48
    4.2.2 主子惯导速度差  48-49
    4.2.3 扩维卡尔曼滤波器  49-50
    4.2.4 仿真研究  50-53
  4.3 四元数外推补偿算法  53-56
    4.3.1 四元数外推补偿算法推导  53
    4.3.2 仿真研究  53-56
  4.4 本章小结  56-58
全文总结  58-59
参考文献  59-61
攻读学位期间发表的学术论文极其科研成果  61-62
致谢  62-63

机载战术武器传递对准时延误差补偿算法研究

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