机载天文惯性自主导航系统定位模型的研究

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1、密级:硕士学位论文机载天文/惯性自主导航系统定位模型的研究作者姓名：郑小强指导教师：邓小国副研究员西安光机所学位类别：工程硕士学科专业：光学工程研究所：中国科学院西安光学精密机械研究所2015年5月ResearchontheErrorModelofAirborneCelestial/InertialIntegratedNavigationSystemByZhengXiaoqiangAThesisSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMas

2、terofEngineeringXi’anInstituteofOptics&PrecisionMechanics,ChineseAcademyofSciencesMay,2015科研道德声明秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用的内容都已给予了明确的注释和致谢。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了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：知识产权声明本人完全了解中科院西安光学精密机械研究所有关保护知识产权的规定，即：研究生在所攻读学

3、位期间论文工作的知识产权单位系中科院西安光学精密机械研究所。本人保证离所后，发表基于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同意后发表的学术论文署名单位仍然为中科院西安光学精密机械研究所。产权单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；产权单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：导师签名：日期：日期：致谢致谢硕士论文即将终稿，回首三年硕士求学经历，心中感慨万千！首先，对我的硕士导师邓小国老师致以衷心的感激和崇高的敬意！论文的研究工作是在导师的悉心指导下完成的，从选题开题、研究思路

4、，到实验设计、具体调试，直至文章撰写、论文修改，每一步都倾注了导师的汗水和心血。三年来，个人的点滴成长都离不开导师的鼓励、教诲和培养。其务实的科研风格、渊博的学术知识、严谨的治学态度和宽厚的待人品德令我受益匪浅，并将激励我在未来的工作岗位上不断前进。衷心感谢课题组杨晓许研究员，从下课题到毕业，最大限度的为我提供了良好的学习和科研条件，使课题的研究和论文得以顺利完成。杨老师为人真诚善良、宽容大度、平易近人、虚怀若谷，是我生活中学习的榜样；他机敏的思维和勤奋敬业的精神更让我受益匪浅。在此谨向杨晓许老师表示我最诚挚的敬意和感谢！在学习和研究期间，还得到了周泗忠老师、江波老师、韩俊峰老师、唐慧君老师

5、等人在生活和学习上的关心与帮助，从他们身上我学习到了很多东西，在此我表示深深的感谢！在日常学习生活中，得到了办公室众多师兄弟的帮助。衷心感谢董强师兄、张惠师兄、梅超师兄、姜凯师兄、付怀阳师兄、袁辉师兄、曾志红师姐。衷心感谢办公室的梁元庆、曹尚、周亮、任娟、李艳云、李娟等好友，以及秦星、刘嘉真等师妹、师弟。感谢我的父母，感谢他们对我的养育之恩和对我学业始终不渝的支持！感谢在我学习工作中给予帮助的所有的人！愿你们生活幸福！工作顺利！郑小强2015-4-15I摘要摘要机载天文/惯性自主导航系统由于其全自主性和长航时精度高的特点，是目前机载导航系统的理想选择，而机载天文导航系统是组合导航系统长航时高

6、精度的保障。对机载天文导航系统的定位、测姿算法进行推导，误差数学模型的建立以及各误差项的分析在机载天文/惯性自主导航系统设计过程中具有重要意义。本文基于此，首先，对机载天文/惯性自主导航系统的系统组成进行介绍，根据其系统特点，建立了机载天文/惯性自主导航系统的坐标系，并且对其坐标系间的变换关系进行了讨论，推导了机载天文/惯性自主导航系统的定位、测姿模型。然后，建立了机载天文/惯性自主导航系统的定位误差模型，对系统的各误差项进行了分析、介绍，这些误差项包括机载天文导航系统自身的误差、安装误差、基准误差以及其它的总共十几项的误差。最后，根据蒙特卡罗法对机载天文/惯性自主导航系统的定位精度进行了仿

7、真计算。其结果表明，所设计的机载天文/惯性自主导航系统定位精度完全能够达到300m(CEP)，能够满足飞机长航时的定位要求；计算结果还表明，影响机载天文/惯性自主导航系统定位精度的十多项误差项中，影响最大的是惯性导航系统提供的三个姿态基准的误差，它们的影响因素占机载天文/惯性自主导航系统总的定位误差的50％以上，而轴系与安装对准误差影响也较大。这些分析与计算为下一步的机载天文/惯性自主导航系统设计与精度提升提