【摘 要】
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惯性导航系统是一种自主性强,有极强的抗干扰力,不受气象条件限制,满足全天候导航的导航系统。在航天、航空和航海等领域中有着广泛应用,是导弹等武器系统实现快速精确打击的重要保障。惯性导航系统结构复杂,误差源之间相互耦合,难以通过惯导系统误差参数,对其作战精度作出直观评估。同时由于战场情况瞬息万变,要求作战人员在短时间内作出武器系统精度评估和战术筹划,本文针对武器系统中的惯性导航精度进行准确快速地评估进
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惯性导航系统是一种自主性强,有极强的抗干扰力,不受气象条件限制,满足全天候导航的导航系统。在航天、航空和航海等领域中有着广泛应用,是导弹等武器系统实现快速精确打击的重要保障。惯性导航系统结构复杂,误差源之间相互耦合,难以通过惯导系统误差参数,对其作战精度作出直观评估。同时由于战场情况瞬息万变,要求作战人员在短时间内作出武器系统精度评估和战术筹划,本文针对武器系统中的惯性导航精度进行准确快速地评估进行深入研究,为战术部署提供依据。
分析了惯性导航系统工作原理,详细推导了游移方位惯导系统误差方程,通过求解惯导系统误差方程的解析解,分析各误差源对导航精度的影响以及其误差传播特性,为后续的导航精度评估方法的研究提供理论依据。
为得到更加完善的惯导系统误差模型,提高导航解算精度,研究航向效应误差、与比力有关二次项误差对惯导系统导航精度的影响,并进行了仿真验证。提出了一种惯性导航系统导航精度的估计方法,设计并实现了基于误差模型解算惯导系统导航精度评估方法的评估软件。
为提高评估方法的快速性,提出双策略自适应剪枝最小二乘支持向量机导航精度评估方法。改进的剪枝算法采用了全局代表点选取方法来确定初始工作样本集,通过改进的移除非关键样本点方法实现剪枝,并设计减量学习模型验证机制。与标准最小二乘支持向量机相比,评估精度保持在同一数量级,预测时间减少一半。
针对惯性导航系统的数据维数大,最小二乘支持向量机训练时存在维数灾难造成模型训练时间过长的问题,提出了采用主成分分析与双策略自适应剪枝最小二乘支持向量机模型相结合的方法对导航精度进行快速估计。通过仿真验证了设计的多航迹平台惯导系统精度预测模型能够满足在部队作战快速决策阶段对实时性和预测精度的要求。此评估方法较主成分与标准最小二乘支持向量机模型相比,训练时间缩小了一个数量级,达到了对惯导系统导航精度进行准确、快速估计的目的。
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