基于MEMS技術的微機械慣性組合導航系統研究.pdf

1、面對當前日益緊張的國際形勢，對我國大量的普通航空炸彈進行制導化改造，不僅是軍事現代化的需要，也是國際政治軍事形勢的需要。本文本著為國防服務、降低成本、保證精度的原則，為航空制導炸彈設計了基于微機電系統(Micro ElectromechanicalSystem，MEMS)技術的微機械慣性組合導航系統。 本文首先論述了捷聯慣性導航系統(strapdown Inertial Navigation System，SINS)的導航原理

2、、機械編排過程以及單獨導航時的優(yōu)缺點，并針對航空炸彈的運動特點及MEMS慣性器件的特性，建立了微機械捷聯慣性導航系統的數學模型。在軟件環(huán)境下進行的數學仿真表明純捷聯慣性導航系統無法滿足長時間、遠距離的導航要求。 GPS與SINS相組合，不僅可以克服各自的缺點，取長補短，而且還能夠使組合后的導航精度高于兩個系統單獨工作時的精度，是目前導航技術發(fā)展的主要方向。本文采用低成本的MEMS慣性器件與高精度、高數據更新頻率的GPS-OEM

3、接收板組成低成本的微機械慣性組合導航系統，并根據SINS及GPS導航系統的的基本誤差方程建立了組合導航系統的數學模型。而且還論述了先進的卡爾曼濾波理論，并運用它對該組合導航系統進行數據融合。 本文還對該組合導航系統設計中采用的一些關鍵技術進行了論述。 最后對該微機械慣性組合導航系統分別進行了數學仿真試驗、半實物仿真試驗及車載試驗，試驗結果表明其導航精度均小于10m，完全滿足航空制導炸彈的導航精度要求，而且一致性很好。