基于MEMS的捷聯(lián)航姿系統(tǒng)初始對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、硅微慣性器件是集微型精密機(jī)械、微電子學(xué)、半導(dǎo)體集成電路工藝等新技術(shù)于一身的世界前沿性新技術(shù)。本文將重點(diǎn)研究由硅微慣性傳感器組成的微慣性航姿系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)問題。
　　 硅微陀螺儀由于其可批量生產(chǎn)、體積小等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在軍事和民用方面起到了越來越大的作用。但硅微陀螺儀因為技術(shù)和工藝的限制,導(dǎo)致陀螺隨機(jī)誤差比較大。所以必須對隨機(jī)誤差進(jìn)行補(bǔ)償,為此需要對陀螺的隨機(jī)噪聲進(jìn)行處理并建立數(shù)學(xué)模型。本文采用時間序列分析的方法對硅微陀螺儀的隨機(jī)誤差進(jìn)

2、行了檢驗和分析,并結(jié)合實測數(shù)據(jù)利用ARMA模型進(jìn)行了建模與分析。
　　 初始對準(zhǔn)技術(shù)對于微慣性航姿系統(tǒng)而言非常重要,其精度直接決定了系統(tǒng)工作的精度與速度。論文首先分析了捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)理論,并在此基礎(chǔ)上對硅微系統(tǒng)在靜基座條件下的初始對準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了研究。由于硅微陀螺具有不能敏感地球自轉(zhuǎn)角速度的缺點(diǎn),本文提出引入電子羅盤傳感器的量測值解算航向角的方法輔助完成初始對準(zhǔn)。由于在實際應(yīng)用中微慣性航姿系統(tǒng)的工作環(huán)境經(jīng)常是十分惡劣的,

3、不能滿足卡爾曼濾波所需的系統(tǒng)為線性系統(tǒng),噪聲服從或近似服從高斯分布,在初始對準(zhǔn)的失準(zhǔn)角為小角度等條件,傳統(tǒng)的卡爾曼濾波經(jīng)常失效。針對這一問題,本文提出應(yīng)用粒子濾波理論對非線性非高斯條件下的微慣性航姿系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)進(jìn)行濾波。并詳細(xì)介紹了粒子濾波理論的基本原理,并對退化現(xiàn)象這一妨礙粒子濾波技術(shù)在實際工程中得到良好的應(yīng)用的問題進(jìn)行了分析,提出了兩種解決退化現(xiàn)象的方法。本文還在粒子濾波的基礎(chǔ)上介紹了無跡粒子濾波的原理和步驟,并針對粒子濾波和無跡