光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)改進算法研究.pdf

1、本文針對“十一五”重點預研項目“光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)”進行了光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)算法的理論研究與實現(xiàn)。目的在于解決現(xiàn)有光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)算法中存在的角速率信息的合理利用及工程實用性等問題，實現(xiàn)算法的工程化，提高整個捷聯(lián)隕導系統(tǒng)的精度，因此本文的研究具有一定的理論意義和工程價值。
　　 本課題研究的主要內容及成果有：
　　 1.分析了傳統(tǒng)算法對圓錐誤差的抑制能力。分別以陀螺角速率輸入和角增量輸入的情況對工程中常用的捷聯(lián)姿

2、態(tài)算法-四元數(shù)法、二子樣旋轉矢量法和三子樣旋轉矢量法進行分析。得出角速率輸入情況下旋轉矢量算法誤差明顯增大。
　　 2.提出了新的圓錐補償算法。本文根據(jù)上述分析的結論，利用了光纖陀螺角速率輸出的特點及旋轉矢量的原理提出了新的圓錐補償算法。經過理論與仿真分析得出：在計算量增加不多的情況下，新算法的補償精度優(yōu)于上述算法，而且易于工程實現(xiàn)。
　　 3.提出了動態(tài)環(huán)境下新的光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)算法。傳統(tǒng)的捷聯(lián)算法中，沒有考慮到圓

3、錐補償和劃船補償。因此在動態(tài)環(huán)境下，傳統(tǒng)的捷聯(lián)算法存在一定的誤差，對系統(tǒng)的精度帶來較大的影響。本文應用匕述提出的新的圓錐補償算法及現(xiàn)有劃船補償融入捷聯(lián)算法中，利用了旋轉四元數(shù)原理對光纖陀螺捷聯(lián)算法進行了改進，仿真表明了姿態(tài)精度提高約一個數(shù)量級，速度、位置精度平均提高11.8％，計算量減小約5％。
　　 4.設計和實現(xiàn)了改進的捷聯(lián)系統(tǒng)算法軟件。為了進行比較，同時完成了傳統(tǒng)捷聯(lián)算法軟件。并分別對傳統(tǒng)算法和改進的算法進行實驗，實驗結果