定 價:85 元
叢書名:國防科技大學(xué)慣性技術(shù)實(shí)驗室優(yōu)秀博士學(xué)位論文叢書
- 作者:鐵俊波,潘獻(xiàn)飛,吳美平,曹聚亮,練軍想 等 著
- 出版時間:2020/5/1
- ISBN:9787118120387
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN966
- 頁碼:140
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法研究》針對水下長航時高精度慣性導(dǎo)航問題,開展了慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法研究。研究了重力水平擾動引起慣性導(dǎo)航誤差機(jī)理,并基于誤差機(jī)理研究成果提出了重力水平擾動補(bǔ)償方法;為保證重力水平擾動補(bǔ)償方法對慣性導(dǎo)航精度的提升效果,分析了加速度計殘余零偏對重力水平擾動補(bǔ)償效果的影響,并提出了一種基于重力矢量測量原理的加速度計零偏估計方法;同時,從頻域分析得到了對慣性導(dǎo)航精度影響顯著的重力場球諧模型階次范圍,得到了改進(jìn)的降階重力水平擾動補(bǔ)償方法。
《慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法研究》對從事慣性導(dǎo)航算法研究與系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員具有一定的參考價值,也可作為高等院校慣性導(dǎo)航相關(guān)專業(yè)的研究生參考書籍。
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),水下潛航器是世界各國探索海洋奧秘、開發(fā)海洋資源和爭奪制海權(quán)的重要支撐。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是當(dāng)前水下潛航器的主要導(dǎo)航定位手段,慣性導(dǎo)航具有全天候、不受外部干擾等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足軍用水下潛航器的隱蔽性需求。在包括慣性器件誤差、算法誤差和重力擾動的激勵下,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差隨時間累積,嚴(yán)重地制約了潛航器水下長航時導(dǎo)航能力。隨著慣性傳感器精度的不斷提高,重力擾動已逐漸成為影響慣性導(dǎo)航精度的主要誤差源之一,補(bǔ)償重力擾動對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響是提高水下潛航器長航時導(dǎo)航能力的一種重要途徑。
本書針對重力擾動對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響,開展了慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法研究,主要研究內(nèi)容如下:
。1)對重力水平擾動引起慣性導(dǎo)航誤差的機(jī)理開展研究,從坐標(biāo)系定義與矢量計算法則角度,分析了重力水平擾動對慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)與導(dǎo)航計算精度的影響,為后續(xù)研究重力水平擾動補(bǔ)償算法奠定基礎(chǔ)。
。2)根據(jù)重力水平擾動引起慣性導(dǎo)航誤差機(jī)理研究結(jié)論,從理論上證明了重力水平擾動補(bǔ)償須在慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)與導(dǎo)航計算兩個階段同時進(jìn)行,并根據(jù)兩種導(dǎo)航坐標(biāo)系定義,分別提出了重力水平擾動速度補(bǔ)償方法和重力水平擾動姿態(tài)補(bǔ)償方法。
(3)分析了重力水平擾動補(bǔ)償效果受到加速度計零偏的影響,建立了捷聯(lián)式重力矢量測量噪聲模型,并基于此模型提出了一種新的加速度計零偏估計方法,以消除加速度計零偏對重力水平擾動補(bǔ)償效果的影響。
。4)為更好地在工程應(yīng)用中使用所提出的重力水平擾動補(bǔ)償算法,從理論上定量地分析了不同航速條件下的重力水平擾動對慣性導(dǎo)航精度的影響,將分析結(jié)論與重力水平擾動補(bǔ)償方法相結(jié)合,提出了重力水平擾動降階補(bǔ)償算法,降階補(bǔ)償算法能夠以較小的計算量獲得較好的補(bǔ)償效果,在工程應(yīng)用中具有重要價值。
筆者學(xué)術(shù)水平有限,難免有疏忽或不妥之處,敬請讀者批評指正。
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 重力輔助慣性導(dǎo)航技術(shù)
1.1.2 重力補(bǔ)償與重力匹配定位的關(guān)系
1.1.3 重力輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1.4 重力補(bǔ)償方法研究意義
1.2 重力輔助慣性導(dǎo)航技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國外重力輔助慣性導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)重力輔助慣性導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本書的研究目標(biāo)、內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第2章 慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法理論基礎(chǔ)
2.1 慣性導(dǎo)航理論基礎(chǔ)
2.1.1 坐標(biāo)系定義
2.1.2 慣性導(dǎo)航理論
2.1.3 慣性導(dǎo)航誤差模型
2.1.4 慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)
2.2 重力場球諧函數(shù)模型
2.2.1 重力位場理論與球諧函數(shù)模型
2.2.2 重力場球諧函數(shù)模型的重力擾動計算
2.2.3 重力場球諧函數(shù)模型計算重力水平擾動
2.2.4 重力水平擾動計算驗證
2.3 本章小結(jié)
第3章 慣性導(dǎo)航重力補(bǔ)償方法研究
3.1 重力水平擾動影響慣性導(dǎo)航誤差機(jī)理
3.1.1 誤差機(jī)理分析方法
3.1.2 誤差機(jī)理分析與結(jié)論
3.2 重力水平擾動速度補(bǔ)償算法
3.2.1 重力水平擾動速度補(bǔ)償算法設(shè)計思路
3.2.2 導(dǎo)航坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動矢量計算方法
3.2.3 重力水平擾動速度補(bǔ)償算法總結(jié)
3.3 重力水平擾動姿態(tài)補(bǔ)償算法
3.3.1 重力水平擾動姿態(tài)補(bǔ)償算法設(shè)計思路
3.3.2 姿態(tài)更新角速度計算方法
3.3.3 重力水平擾動姿態(tài)補(bǔ)償算法總結(jié)
3.4 重力水平擾動補(bǔ)償方法仿真驗證
3.5 重力水平擾動補(bǔ)償方法海試驗證
3.5.1 試驗條件
3.5.2 重力水平擾動補(bǔ)償試驗結(jié)果
3.5.3 重力水平擾動補(bǔ)償效果與對比
3.6 本章小結(jié)
第4章 加速度計零偏對重力補(bǔ)償?shù)挠绊懪c零偏估計方法
4.1 加速度計零偏對重力水平擾動補(bǔ)償?shù)挠绊?br>4.1.1 加速度計零偏與重力水平擾動的耦合
4.1.2 補(bǔ)償加速度計零偏必要性分析
4.2 基于重力矢量測量的加速度計零偏估計算法
4.2.1 加速度計零偏估計算法設(shè)計
4.2.2 捷聯(lián)式重力矢量測量噪聲模型
4.2.3 重力矢量測量噪聲模型參數(shù)
4.2.4 加速度計零偏估計算法
4.3 加速度計零偏估計算法仿真驗證
4.3.1 重力數(shù)據(jù)仿真
4.3.2 加速度計零偏參數(shù)設(shè)置
4.3.3 零偏估計算法有效性仿真驗證
4.3.4 零偏估計算法典型應(yīng)用場景仿真驗證
4.4 本章小結(jié)
第5章 重力水平擾動降階補(bǔ)償方法
5.1 重力補(bǔ)償目標(biāo)頻段
5.1.1 慣性導(dǎo)航單通道誤差特性頻域分析
5.1.2 重力補(bǔ)償目標(biāo)頻段的確定
5.2 目標(biāo)頻段與降階階次的關(guān)系
5.2.1 時間頻率與空間頻率的轉(zhuǎn)換
5.2.2 重力場球諧函數(shù)模型階次的幾何意義
5.2.3 降階階次計算
5.3 重力水平擾動降階補(bǔ)償方法
5.3.1 重力水平擾動降階速度補(bǔ)償算法
5.3.2 重力水平擾動降階姿態(tài)補(bǔ)償算法
5.4 重力水平擾動降階速度補(bǔ)償算法驗證
5.4.1 對比試驗設(shè)計
5.4.2 重力水平擾動計算結(jié)果對比
5.4.3 補(bǔ)償效果對比
5.5 重力水平擾動降階姿態(tài)補(bǔ)償算法驗證
5.5.1 對比試驗設(shè)計
5.5.2 重力水平擾動計算結(jié)果對比
5.5.3 補(bǔ)償效果對比
5.6 重力水平擾動降階補(bǔ)償算法比較
5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)