飞机进近着舰机载端自主完好性监测与多天线多约束定姿方法研究
发布时间：2023-09-17 07:51
本文以飞机进近着舰为应用背景,以实现高精度高完好性着舰要求为研究目的,初步设计了基于卫星导航系统的进近着舰引导总体方案,并针对近距离段相关的机载端自主完好性监测和多天线多约束定姿方法等关键技术开展了研究。针对飞机进近着舰对位置信息的高精度高完好性要求,本文研究了针对载波相位的多假设解分离完好性监测方法和惯导辅助的周跳完好性监测方法。目前常用的自主完好性监测方法基本上是以非差伪距观测量为研究对象。本文根据研究背景需求,开展了针对载波相位完好性监测方法,将针对伪距的基本方法推广应用于双差载波相位观测量。多假设解分离方法是近年来发展的针对多系统多频点伪距测量信息的完好性监测方法,具有多故障检测功能,并逐渐发展了故障排除功能,被认为是下一代完好性监测方法的代表。本文首次将多假设解分离方法应用于载波相位观测量,详细介绍了该方法的基本原理和算法实现过程,并且提出了一种计算定位误差保护限的新方法,极大地提高了计算精度。随后,通过静态试验实测数据对其模型适用性进行了验证,并通过比较标准RAIM方法与多假设解分离方法在加故障和无故障条件下的试验结果,验证了方法的可行性和有效性。惯导辅助的周跳完好性监测方...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 飞机着舰系统
1.2.2 用户端自主完好性监测方法
1.2.3 基于卫星导航系统的实时定姿方法
1.3 论文研究内容与主要创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 主要创新点
第二章 RAIM基本理论与进近着舰卫星引导总体方案
2.1 GNSS观测方程
2.1.1 非差观测方程
2.1.2 单差观测方程
2.1.3 双差观测方程
2.2 RAIM基本理论
2.2.1 基本模型
2.2.2 相关概念
2.2.3 基本方法
2.3 飞机进近着舰卫星引导系统总体方案
2.3.1 不同距离段差分导航方案设计
2.3.2 完好性监测体系设计
2.3.3 完好性指标分配方案设计
2.4 本章小结
第三章 针对载波相位的多假设解分离完好性监测方法
3.1 短基线载波相位双差相对定位模型
3.1.1 短基线载波相位双差观测方程
3.1.2 短基线载波相位双差观测方程误差模型
3.2 针对载波相位的标准RAIM方法
3.2.1 检验统计量与检验门限
3.2.2 定位误差保护限
3.2.3 算法实现与说明
3.3 多假设解分离方法
3.3.1 基本思想
3.3.2 基本原理
3.3.3 定位误差保护限
3.3.4 算法实现与说明
3.4 方法验证和比较
3.4.1 试验条件
3.4.2 无故障条件下方法比较
3.4.3 加故障条件下方法比较
3.4.4 试验结论
3.5 本章小结
第四章 惯导辅助周跳完好性监测方法
4.1 经典周跳探测方法
4.1.1 多普勒积分方法
4.1.2 双频码相组合方法
4.1.3 无几何约束方法
4.2 惯导辅助周跳完好性监测方法
4.2.1 模型与误差特性
4.2.2 周跳探测与排除
4.2.3 算法实现与说明
4.3 算例与分析
4.3.1 试验条件
4.3.2 试验结果与分析
4.3.3 试验结论
4.4 本章小结
第五章 多天线多约束定姿方法
5.1 相关坐标系和姿态描述参数
5.1.1 相关坐标系
5.1.2 姿态描述参数
5.2 经典定姿模型与算法
5.2.1 多天线定姿模型
5.2.2 姿态角估计
5.3 基于姿态矩阵的定姿模型
5.4 加正交约束的整周模糊度搜索方法
5.4.1 无约束条件下多基线模糊度浮点解及其协方差阵
5.4.2 加正交约束的多基线模糊度浮点解及其协方差阵
5.4.3 整周模糊度搜索
5.4.4 模糊度正确性检验
5.5 加正交约束的姿态估计方法
5.5.1 约束条件线性化迭代
5.5.2 姿态角估计
5.6 算法实现与说明
5.7 实测试验
5.7.1 试验条件
5.7.2 模糊度搜索方法比较
5.7.3 姿态估计方法比较
5.7.4 试验结论
5.8 本章小结
结束语
论文主要研究成果
下一步研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3847315
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 飞机着舰系统
1.2.2 用户端自主完好性监测方法
1.2.3 基于卫星导航系统的实时定姿方法
1.3 论文研究内容与主要创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 主要创新点
第二章 RAIM基本理论与进近着舰卫星引导总体方案
2.1 GNSS观测方程
2.1.1 非差观测方程
2.1.2 单差观测方程
2.1.3 双差观测方程
2.2 RAIM基本理论
2.2.1 基本模型
2.2.2 相关概念
2.2.3 基本方法
2.3 飞机进近着舰卫星引导系统总体方案
2.3.1 不同距离段差分导航方案设计
2.3.2 完好性监测体系设计
2.3.3 完好性指标分配方案设计
2.4 本章小结
第三章 针对载波相位的多假设解分离完好性监测方法
3.1 短基线载波相位双差相对定位模型
3.1.1 短基线载波相位双差观测方程
3.1.2 短基线载波相位双差观测方程误差模型
3.2 针对载波相位的标准RAIM方法
3.2.1 检验统计量与检验门限
3.2.2 定位误差保护限
3.2.3 算法实现与说明
3.3 多假设解分离方法
3.3.1 基本思想
3.3.2 基本原理
3.3.3 定位误差保护限
3.3.4 算法实现与说明
3.4 方法验证和比较
3.4.1 试验条件
3.4.2 无故障条件下方法比较
3.4.3 加故障条件下方法比较
3.4.4 试验结论
3.5 本章小结
第四章 惯导辅助周跳完好性监测方法
4.1 经典周跳探测方法
4.1.1 多普勒积分方法
4.1.2 双频码相组合方法
4.1.3 无几何约束方法
4.2 惯导辅助周跳完好性监测方法
4.2.1 模型与误差特性
4.2.2 周跳探测与排除
4.2.3 算法实现与说明
4.3 算例与分析
4.3.1 试验条件
4.3.2 试验结果与分析
4.3.3 试验结论
4.4 本章小结
第五章 多天线多约束定姿方法
5.1 相关坐标系和姿态描述参数
5.1.1 相关坐标系
5.1.2 姿态描述参数
5.2 经典定姿模型与算法
5.2.1 多天线定姿模型
5.2.2 姿态角估计
5.3 基于姿态矩阵的定姿模型
5.4 加正交约束的整周模糊度搜索方法
5.4.1 无约束条件下多基线模糊度浮点解及其协方差阵
5.4.2 加正交约束的多基线模糊度浮点解及其协方差阵
5.4.3 整周模糊度搜索
5.4.4 模糊度正确性检验
5.5 加正交约束的姿态估计方法
5.5.1 约束条件线性化迭代
5.5.2 姿态角估计
5.6 算法实现与说明
5.7 实测试验
5.7.1 试验条件
5.7.2 模糊度搜索方法比较
5.7.3 姿态估计方法比较
5.7.4 试验结论
5.8 本章小结
结束语
论文主要研究成果
下一步研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3847315
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