基于制导炮弹的BDS/SINS组合导航系统研究

发布时间：2023-12-10 13:35

　　作为弹药智能化的主要发展方向之一,制导炮弹弥补了导弹与传统弹药之间的空白,并在现代战争中得到了广泛应用。目前世界各国都在致力于发展低成本、高精度的制导炮弹。作为制导炮弹的核心组成,导航系统成为了重点研究对象。基于卫星(GNSS)/惯性导航(SINS)的组合导航技术是如今的应用主流,也是未来导航技术的发展趋势。组合导航系统中,由于卫星导航系统具有高精度、全天候等导航特点,因此卫星导航系统发挥着至关重要的作用。美国的GPS长期处于垄断地位,对于我国基于GPS研发的武器系统存在着安全隐患,目前我国自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)已达到区域运行能力,且仍在快速发展建设中。因此,研究基于北斗卫星导航系统的组合导航具有更高的军事价值。本文设计并实现了基于STM32F407的组合导航测试系统,主要工作如下：首先,结合炮弹平台,在分析硬件设计需求的基础上,对比测试DSP与STM32运算性能,确定了以STM32作为处理器核心的设计硬件电路方案。分别对惯性传感器模块、卫星模块、电源模块等进行详细设计并集成。其次,利用Allan方差方法对本文所采用的惯性传感器ADIS16448的随机误差特性进行建模。搭...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相关技术发展现状
        1.2.1 全球卫星导航系统概述
        1.2.2 捷联惯性导航系统
        1.2.3 卫星/捷联惯导组合导航技术
        1.2.4 导航系统硬件平台及发展现状
    1.3 论文主要内容和结构安排
2 组合导航硬件系统设计
    2.1 系统硬件平台方案设计
    2.2 系统硬件电路设计
        2.2.1 主处理器芯片选型
        2.2.2 最小系统电路设计
        2.2.3 传感器模块接口设计
        2.2.4 电源模块电路设计
        2.2.5 上位机交互接口电路设计
    2.3 系统软件驱动设计
        2.3.1 ADIS16448驱动软件设计
        2.3.2 卫星驱动软件设计
    2.4 本章小结
3 惯性传感器随机误差建模
    3.1 惯性传感器随机误差分析方法
        3.1.1 功率谱密度分析法
        3.1.2 Allan方差分析法
    3.2 惯性传感器随机误差建模
    3.3 ADIS16448传感器随机误差辨识试验及结果分析
        3.3.1 静态试验分析
        3.3.2 动态试验分析
    3.4 本章小结
4 组合导航系统原理算法
    4.1 捷联惯导系统数据处理
        4.1.1 捷联惯性导航基本原理
        4.1.2 常用坐标系系及其转换关系
        4.1.3 姿态矩阵更新算法
        4.1.4 速度和位置更新算法
        4.1.5 惯导误差方程
    4.2 北斗卫星导航系统
        4.2.1 北斗卫星组成
        4.2.2 北斗卫星导航原理
    4.3 组合导航数据处理方法
        4.3.1 卡尔曼滤波模型
        4.3.2 基于位置和速度的松组合算法
        4.3.3 基于伪距和伪距率的紧组合算法
        4.3.4 基于制导炮弹平台的松组合算法
    4.4 组合导航性能与纯惯导导航性能对比分析
    4.5 本章小结
5 车载试验及结果分析
    5.1 试验原理及方案设计
    5.2 良性卫星观测环境下的试验结果及分析
    5.3 恶性卫星观测环境下的试验结果及分析
    5.4 本章小结
6. 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3872510