基于机载分布式惯性测量系统传递对准方法的研究

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航空对地观测系统中子天线处高精度的导航信息可借助传递对准来实现。不同于船载、车载等系统,机载分布式惯性测量系统中载机工作环境复杂、结构变形严重,其传递对准技术研究涉及到的问题也更具独特性,本文以此为背景,研究了机载分布式惯性测量系统传递对准技术。论文首先对系统中涉及到的机翼挠曲变形建模方法、载机运动与挠曲变形解耦合、挠曲变形误差补偿、杆臂效应误差补偿以及多节点全局信息融合五个关键技术进行分析,并给出系统总体研究方案。其次,以薄板理论为基础建立机翼挠曲变形模型,搭建机翼光纤光栅测变形实验平台,通过实验确定挠曲变形模型参数,并采用COMSOL Multiphysic软件以1:1机翼模型分析不同负载下机翼形变位移量,与实验拟合模型得到的数据进行对比分析,验证模型的精度,实验表明光纤光栅挠曲变形测变形精度能达到mm级。然后,基于主、子系统之间运动参数矢量几何关系,对机翼挠曲变形和载机运动解耦合,建立耦合角模型,并重新推导主、子系统之间的运动参数关系,优化传递对准滤波器中量测方程模型。为验证本文提出模型的精度,采用matlab仿真以及半物理实验,与不考虑耦合角或简单处理弯曲变形角的传统传递对准方法进行对比分析,结果表明,相比于传统方法,本文提出的传递对准方法收敛快、精度高。最后,给出一主多子机载分布式惯性测量系统传递对准信息融合方法,采用半物理仿真实验验证本文分布式多节点传递对准方法的有效性和可行性。结果表明,本文提出的模型精度姿态误差角精度提高了34%左右,位置误差精度提高了一个数量级。
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