大方位失准角下捷联惯导系统传递对准技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redblackzhu
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传递对准技术是初始对准技术当中的一种,其主要特点是快速性,动基座,并且在合适的机动条件下,具有很高的精度。相比于其他对准方法,其最重要的特点就是能够大幅度的缩短对准时间,从而对于现代战争具有非常大的意义,使得装有惯导设备的武器系统能够及时应对纷乱不定的现代战场,能够做到既拥有先手主动权,也能及时后手应对,对国防力量来说是一道双重保险。对于大部分武器系统来说,特别是舰载装备,经常会受到安装位置的限制,导致主、子惯导之间具有大角度差和大杆臂,分别导致了传递对准误差模型的非线性以及杆臂速度误差,都需要我们能够有效的解决。  本文主要研究的是当主、子惯导之间具有大方位失准角的传递对准问题,研究了基于欧拉角的非线性滤波方法和基于四元数的线性滤波方法。该线性滤波方能够解决任意角度的对准问题,并且模型简单,观测量为零向量,能够直接采用Kalman滤波处理,易于工程实现。但是该线性模型实际上是一种角速度匹配方法,所以容易收到外界噪声的干扰,如挠曲变形等等,从而直接影响到滤波的稳定与准确,并将该方法命名为Quaternion-Kalman算法。所以本文在该线性模型的基础上,采用一种以12l、l混合范数为准则的Huber鲁棒滤波器进行处理能够缓解受污染高斯噪声对滤波器的影响,称为Quaternion-Huber算法。此外,针对Huber滤波器中参数?的初始设定问题,本文利用该线性模型观测为零向量的特点,通过约束残差的协方差阵达获得的阈值,之后引入IMM算法,进行交互混合,最终从而达到了对参数自适应估计的目的。在仿真实验中,将本文提出的新方法与传统非线性方法进行比较,结果表明,本文提出的IMM-Quaternion-Huber算法在精度与鲁棒性方面要优于传统非线性方法,并且在受污染高斯环境下仍然具有良好的对准性能,具有很高的估计精度,是一种可行的对准方法。
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