捷联式惯性系统比平台式惯性系统具有轻小、廉价、可靠、使用方便等特点,是惯性技术的发展方向,捷联航姿系统是一种能够为舰载武器系统提供载体的航姿、角速率、线速度等信息的惯性测量系统,因此,本文进行这方面的研制工作,是非常有意义的。 捷联式惯性技术需要解决一系列的理论、应用及相关技术问题,本文就其中的部分问题,进行了研究,主要包括以下几个方面: 1.在捷联航姿的各种算法中,主要分析与仿真了四元数法的四阶—龙格库塔法与旋转矢量的三子样优化算法,比较了二者的精度与噪声对解算精度的影响。 2.分析了数字再平衡回路的脉冲计数法、模拟再平衡回路的V/F、A/D、I/F数据采集方法,对比了四种方法的优缺点,最后选定了数据采集的方案。 3.对模拟再平衡回路,选用16位并行A/D的采样方法,采用了自动程控分档的方法来扩展动态范围,对程控A/D板的软、硬件进行了设计、调试并不断优化其参数。 4.对于数字再平衡回路采用高精度24位多模式计数器进行计数,对于加速度计信号选用24位串行A/D进行采样。设计出了电路的硬件与数据采集的软件,并进行了实际测试。 5.IMU(Inertial Measure Unit)的标定与补偿:本课题中的软、硬件的修改与试验方法的改进,都需要对IMU在三轴转台上进行实验,实验主要包括信号的采集与处理、陀螺与加速度计的测漂与标定、误差的标定与补偿。 本文理论研究的捷联算法模型可以应用于各类捷联系统中,数据采集方法对其它类型的实时数据采集系统也具有普遍的借鉴意义。