深海惯性导航系统初始对准技术研究.pdf

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1、⑧论文作者签名：玉垫叠指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：宝耳盛1941265答辩委员会主席：拯烛垩(数援逝江太堂≥委员1：塞珏臣(教援逝江太堂2委员2：黄壶强(直级王程娅逝选太堂≥委员3：金遗(副教撞逝江太堂≥委员4：胡蒸珐≤副教援逝江太堂≥委员5：答辩日期：—一j^卜、V⋯IllITtill1IIillIIIlUlY1854813浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝垫太堂

2、或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书——一本学位论文作者完全了解逝婆太堂有权保留并舟国家有关部闩或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅．本人授权浙逛太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日‰萨0致谢值此论文即将付梓之际，谨向所有关心我的老师、同学和

3、亲友们致以诚挚的谢意!感谢我的导师宋开臣教授。在攻读硕士学位期间的学习、科研和生活中，宋老师以他渊博的知识、富有创造力的思维和丰富的工程实践经验给予我深刻的启迪，使我在实践中得到了极大的锻炼，并将使我终生受益．宋老师严谨踏实的治学作风、扎实勤勉的工作态度和诲人不倦的高尚品德，时刻激励着我刻苦学习，认真完成科研工作，在此论文脱稿之际，向宋老师致以深深的感谢和崇高的敬意．感谢叶凌云博士后，叶凌云乐于助人以及求是求实的品格，深深的感染了我。他总是在我困难的时候给予帮助和支持。感谢陈静燕、黄添添、胡军柯、马晓亮、王永刚等对我的支持和鼓励。感谢418研究室的所有成员，阿永嘎、张良庆

4、、康力、伍泓屹、魏冬冬、邓富城、王大勇等。他们开朗以及蓬勃的朝气，深深地鼓舞了我。特别感谢康力和邓富城，我的研究工作有他们的汗水和努力。感谢强军班以及硕士班的同学们，还有曾经的寝室室友们，我们在一起度过的美好时光将永远被铭记。最后，衷心感谢我的父母及我的妻子和孩子以及所有关心我的亲友们，特别是我的妻子，她在我几年来的求学道路中始终以最大的毅力支撑着家庭抚育着幼儿。在此学业完成之际，向你们所有人表示由衷的谢意和深深的敬意．王海涛二零一零年冬于浙大求是园．，-一q斌■摘要捷联惯导系统的初始对准是关系到系统的使用性能的关键技术之一。针对深海惯性导航系统的应用背景，为了研究适应海

5、洋环境的快速自主式对准方法，本论文作了以下几个方面的研究：1．对捷联惯导初始对准技术进行了研究。首先阐述了捷联惯导的基本原理，给出了常用的几种坐标系，并给出了坐标变换的方法和捷联惯导系统的误差方程。然后，结合捷联惯导系统误差方程对捷联惯导系统的初始自对准方法进行了论述，给出了解析粗对准的算法方程和精对准的原理框图。2．对卡尔曼滤波及其在初始对准中的应用进行了研究。首先介绍了卡尔曼滤波的应用背景，给出了离散卡尔曼滤波方程，并对连续系统的状态方程进行离散化。然后，推导了捷联惯导系统静基座卡尔曼滤波的8个状态变量的状态方程，并用此方程完成了静基座初始对准仿真和实验。3．对捷联惯

6、导系统罗经法初始对准进行了重点研究。首先介绍了罗经法初始对准的原理，给出了捷联惯导罗经法初始对准的方程式。然后分析了不经粗对准的捷联惯导四步罗经法初始对准，从而推导了三步和二步罗经法初始对准，经过试验验证了捷联惯导罗经法初始对准不需要粗对准这一结论，提高了罗经法的适应性并缩短了对准时间。最后，推导了判别对准精度的简单方法，通过实验得～出了罗经法初始对准是比卡尔曼滤波初始对准精度更高的对准方法。4．对晃动基座参数辨识法进行了研究。首先介绍了数学平台对基座晃动的隔离作用，建立了晃动基座参数辨识的方程，通过实验，得出了一些有益的结论．然后，针对在晃动基座解析粗对准误差过大的问题

7、，提出了一种新的粗对准方法：晃动基座罗经法粗对准。最后，经过实验验证，这是一种比解析对准精度更好的粗对准方法．关键词：捷联惯导系统，初始对准，卡尔曼滤波，罗经，参数辨识Uk憔一AbstractInitialalignmentofstrapdowninertialnavigationsystem(SINS)isoneofthekeytechniqueswhichsignificantlyinfluencethesystem’Sperformance．Focusingontheapplicationofinertialnaviga