论文部分内容阅读
极区地理、气候和电磁环境复杂,包括GPS在内的多种导航方式在极区都存在一定的缺陷,无法保证极区的精确定位。传统的惯性导航系统在极区尤其是近极点区域存在因经线收敛引起的严重定位定向难题和系统误差偏大的问题。本文针对传统惯导系统极区导航存在的问题,研究了旋转式激光陀螺惯导系统的极区格网惯性导航算法、基于格网系的单轴旋转调制的误差特性分析和基于格网系的旋转式激光陀螺惯导系统的极区静基座初始对准。主要研究内容及成果如下:1、针对传统惯导系统在极区的定向难题,研究了基于极区格网坐标系的捷联惯导算法。推导了格网系下的导航方程和扰动误差方程;从理论上论证了格网系能够解决传统惯导系统在极区无法定向问题的数学机理;通过仿真和实测数据分析,验证了极区格网系惯导算法的有效性和可行性。2、将旋转调制技术应用于格网系以实现对系统误差的调制,有利于解决传统惯导在极区工作时系统误差偏大的问题。从理论上论证了旋转调制技术用于格网系的可行性,并分析了地理系下的旋转调制技术在极区面临的问题。分析了格网系下单轴旋转对惯性器件常值零偏、安装误差和标度因数误差所引起的系统误差的调制作用,仿真结果表明格网系下的旋转调制可以对系统误差进行调制,验证了理论和算法的正确性。3、研究了基于格网系的旋转式激光陀螺惯导系统的极区多位置精对准方法,解决传统惯导在极区静基座精对准时天向陀螺失准角稳态误差发散的问题。利用基于奇异值的PWCS可观性分析理论,对基于格网系的极区单位置对准和多位置对准的可观性进行了分析。仿真实验表明,格网系下多位置对准能够提高系统的可观测性,缩短对准时间,提高对准精度。