航空激光惯导误差建模及补偿方法研究

【类型】学位论文

【作者】王振飞 

【关键词】 时间序列 光学惯组 误差建模 误差补偿

【摘要】惯性器件是惯性导航的核心部分，其性能的好坏直接影响导航精度，为了提高系统的导航精度，对惯性器件提出了越来越高的要求。然而限于现有技术及工艺水平，从硬件上对器件进行改进提高其使用精度显得尤为复杂。因此，通过数学方法对激光惯导某些误差进行了系统级建模补偿是本文采用的主要分析和处理手段。论文研究分析了陀螺随机误差及加速度计温度误差，并对其进行建模、补偿研究。文中主要从以下几个方面进行了研究分析：对惯性导航系统的误差来源进行了简单阐述，分析了激光陀螺和加速度计器件的误差来源；在理论分析的基础之上，研究了陀螺随机误差和加速度计斜坡误差对惯导姿态角及导航精度的影响；以高精度激光陀螺为研究对象，在对其噪声进行分析的基础上，采用时间序列分析方法建立了高精度激光陀螺适用的ARMA模型，利用Allan方差分析法研究了高精度激光陀螺包含的各种误差以及其各种误差所占的比例，并根据上述两种研究结果的一致性，确定了高精度激光陀螺的误差模型；在此基础之上实现了高精度激光陀螺静态输出数据的在线建模，并采用Kalman滤波技术，实现了误差的在线滤波；从加速度计误差分析入手，对加速度计受温度影响的因素进行了分析。针对受温度影响较大的零偏和标度因数，提出了两种温度特性的分离方法以及相关的实验方法设计原则。并以多项式建模理论为基础，给出了加速度计零偏和标度因数温度特性的建模方法以及补偿方法；最后，通过设计实验对文中误差进行了建模补偿，验证其有效性。实验结果说明，文中提出的建模方法是有效可行的。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】贾明

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