光纤捷联航姿系统初始对准及现场标定技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文光纤捷联航姿系统初始对准及现场标定技术研究博士研究生：郑振宇指导教师：高延滨教授学科、专业：导航、制导与控制哈尔滨工程大学2016年3月万方数据万方数据分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文光纤捷联航姿系统初始对准及现场标定技术研究博士研究生：郑振宇指导教师：高延滨教授学位级别：工学博士学科、专业：导航、制导与控制所在单位：自动化学院论文提交日期：2016年3月论文答辩日期：2016年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngI

2、nitialAlignmentandFieldCalibrationTechnolo-gyofStrapdownAttitudeandHeadingReferenceSystemBasedonFiberOpticGyroCandidate:ZhengZhenyuSupervisor:Prof.GaoYanbinAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:Navigation，GuidanceandControlDateofSubmission:March，2016DateofOralExamination:June，2016U

3、niversity:HarbinEngineeringUniversity万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔

4、滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据万方数据光纤捷联航姿系统初始对准及现场标定技术研究摘要随着光纤陀螺捷联航姿系统在军事领域的广泛

5、应用，如何提高现有系统的战术性能与可维护性是当前面临的迫切需求与关键任务。本文从光纤捷联航姿系统的实际需求出发，针对初始对准与现场标定技术两个关键技术开展研究，主要研究工作包括以下四个方面：1．基于多矢量定姿的海上对准方法，推导了双矢量定姿TRAID算法与多矢量定姿QUEST算法的不确定度与精度解析关系，定性分析了矢量分布矩阵与矢量定姿精度的关系，分别从理论及实验上论证了多矢量定姿算法应用于对准中的精度优势。以惯性系对准模型为基础，分别推导了重力及重力积分矢量观测条件下器件误差与定姿观测误差的数值关系，提出了积分矢量观测下矢量组优化方案，并对优化方案与对准算法的精度特性进行实验验证。针对海

6、上对准抗扰动问题，引入基于EMD的预滤波方法，以进一步提高对准精度及对准的快速性。最后，通过摇摆台实验与船载实验验证了对准方法及预滤波方法在海上对准中的工程实用性。2．全面论证了基于误差分离技术的系统级标定理论，提出了低精度转台辅助下的现场标定方法。推导了基于速度误差观测的标定观测方程，并依据观测方程与误差分离原理，分析并证明了不同转位方式下的误差分离方案，结合误差分析与标定约束条件对方案进行改进与优选，最终实现了标定方案的综合设计，以自研光纤捷联航姿系统为对象，通过高精度转台误差扰动的方式对标定综合方案进行了有效验证。3．研究了无转台辅助条件下静态多位置标定技术。采用状态分解的方法对单一

7、位置下静止基座的各状态组合进行可观测阶数分析，并提出了基于观测量扩展的参数估计方法，以提高误差参数估计的速度与精度。针对多位置编排优化问题，将位置矩阵的条件数作为状态辨识的寻优指标，并提出了基于改进人工鱼群算法的寻优方法。基于参数估计方法与优化编排方案，采用六面体与理石平台相结合的翻转方法进行多位置标定实验，标定后系统精度得到了有效提高。4．提出星敏感器辅助的在舰标定方法，分别论证了组合式与解耦式标定方案。推导并建立了组