基于MEMS的惯性导航系统算法研究与仿真

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捷联式导航系统是一种惯性导航系统,它与平台式导航系统相比具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的特点。不但可以应用于航空、航海、民用制导和导弹制导,同时与微惯性测量元件相结合也可以用来装备普通弹药,以提高常规弹药的打击精度,这也正成为国内外研究的热点。 本文首先论述了捷联惯性导航系统的导航原理,根据弹体运动的特点分析并采用等效旋转矢量法作为姿态更新算法。在研究动基座环境下弹体的误差方程的同时对各误差影响作了仿真分析,并对捷联惯导系统在动基座环境下的初始粗对准进行了推导,针对弹体运动的特殊性,对捷联惯导系统的导航工作过程进行了仿真分析。通过对真实系统的模拟,设计了在空间、时间上都与真实系统十分相似的捷联惯性导航仿真系统,对于研制满足要求、适合应用于常规弹药的捷联惯导系统具有十分重要的意义。 本文通过对陀螺仪和加速度计的数学模型的建立和仿真、飞行轨迹数据的生成以及捷联惯性导航系统的导航解算仿真,得到了适用于普通常规弹药惯导系统的导航参数。结果证明仿真系统工作稳定可靠,仿真结果达到预期效果。
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