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自海湾战争以来,巡航导弹在现代战争中担任着越来越重要的角色,研究巡航导弹对我国国防有着重要的意义。导弹技术的核心就是精确的制导技术,而准确的导引信息则是精确制导的关键。单一的导航系统已经难以满足战场中对于高精度导弹性能的需求,因此弹载组合导航系统成为导弹制导技术中的主要发展方向。本文以巡航导弹为背景,主要从弹载SINS/GPS/SAR组合导航系统和组合导航系统的滤波算法两方面进行了研究。介绍了SINS、GPS、SAR的导航原理以及SINS/GPS/SAR组合导航系统的工作原理,并建立了SINS/GPS/SAR组合导航系统的数学模型。针对多传感器输出的数据融合,介绍了集中式滤波结构和联邦滤波结构。根据联邦滤波结构具有计算量小,容错性强的优点,设计了适用于弹载SINS/GPS/SAR组合导航系统的无反馈式联邦滤波器结构。组合导航系统本质就是非线性的,本文采用容积卡尔曼滤波算法(Cubature Kalman Filter,CKF)对导航系统输出数据进行滤波估计。针对CKF算法在迭代过程中易出现误差协方差矩阵奇异的情况,对误差协方差矩阵进行QR分解,形成平方根容积卡尔曼滤波算法(Square-root Cubature Kalman Filter,SCKF),保证误差协方差矩阵的正定性和对称性。针对系统状态易发生突变和系统模型与实际不匹配的情况,将强跟踪算法(Strong Tracking Filter,STF)与SCKF算法相结合,通过渐消因子实时调整增益矩阵,增强了系统的鲁棒性。针对强跟踪算法在系统状态正常情况下易产生渐消因子的情况,通过改进渐消因子的计算方法和弱化因子参数选择,提出了改进的强跟踪平方根容积卡尔曼滤波(Improved Strong Tracking Square Cubature Kalman Filter,ISTSCKF)算法,降低了正常情况下强跟踪算法的误判概率,进而提高了滤波的估计精度。设计了巡航导弹在巡航阶段的轨迹发生器,对SINS、SINS/GPS组合导航系统、SINS/SAR组合导航系统和SINS/GPS/SAR组合导航系统进行仿真。仿真结果表明,SINS/GPS/SAR组合导航系统相对单一导航系统和两两组合的导航系统能够在整体上提高导航精度。针对弹载SINS/GPS/SAR组合导航系统状态发生突变和系统模型与实际不匹配的情况,分别用SCKF、STSCKF、ISTSCKF算法进行了仿真,分析导弹速度、位置和姿态的误差曲线仿真结果,得出本文提出的ISTSCKF算法的有效性。