机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术研究的开题报告

机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术研究的开题报告一、研究背景与意义随着航空、航天技术的不断发展，对于精度和稳定性要求越来越高的导航和姿态测量需求越发增加。惯性测量单元（IMU）作为无需外部参考的姿态测量和导航传感器，已广泛应用于航空、航天、海洋探测、车辆导航等领域。现在传统IMU系统已无法满足用户对精度、可靠性和稳定性的要求，其在质量、可靠性和价格上面临很大的挑战。近年来，随着微电子技术、通讯技术及计算机处理技术的进步，分布式微惯性测量系统成为发展方向。在这种系统中，许多低成本IMU传感器的数据进行同步、对准和融合处理，可以达到比单个传感器更高的组合精度和稳定性。目前，现有基于IMU的姿态测量中，传统的对准方法主要有GPS位置信息同步、惯性传感器零偏校准和静态广角校准等方法。然而，在一些特殊的应用领域中，如小型便携导航设备、无人机和高机动物体控制等，GPS信号可能不可靠或完全不可用，此时需要一种新的IMU传递对准技术。因此，研究机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术具有重要的理论和应用意义。二、研究内容及方法本文旨在研究机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术，探究在无GPS信息的情形下，如何通过多个IMU传感器的数据，在不同运动状态下实现传递对准和数据融合，以提高姿态测量精度和稳定性。本文的具体研究内容为：1.分析机载分布式微惯性测姿系统的工作原理及建模方法，并研究各个分布式微惯性传感器的相互作用。2.研究面向无GPS信号环境下的传递对准算法。对比分析多种算法、评估其优劣并选取最优算法。3.建立机载分布式微惯性系统融合模型，实现多个微惯性传感器的同步、对准和融合处理，研究融合算法和实现方法。4.实验验证机载分布式微惯性系统的姿态测量精度和稳定性，并与传统姿态测量方法进行比较，为该系统的工程应用提供实验数据和技术支撑。本文的研究方法主要包括分析、建模、算法设计与实现及实验验证。三、预期研究成果本研究旨在阐明机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术的实现方法和算法原理，实现微惯性传感器之间的同步、对准和数据融合处理，提高姿态测量精度和稳定性，并通过实验验证获得关键技术参数。预期研究成果包括：1.机载分布式微惯性测姿系统传递对准算法的研究，提出一种更加精确、高效和实用的算法。2.建立机载分布式微惯性测姿系统融合模型，实现多个微惯性传感器的同步、对准和融合处理。通过对不同算法的对比评估，得到最优算法和参数设置。3.通过实验验证机载分布式微惯性系统的姿态测量精度和稳定性，并与传统姿态测量方法进行比较，体现出机载分布式微惯性测姿系统传递对准技术的优势和应用潜力。四、研究进度计划根据预研计划，我们的研究进度如下：第一阶段（2022年2月-2022年5月）：文献调研阶段，熟悉机载分布式微惯性系统的原理和应用领域，了解传递对准算法及传感器融合算法。并进行分析和总结。第二阶段（2022年6月-2022年8月）：算法设计阶段，研究面向无GPS信号环境下的传递对准算法及传感器之间的融合算法，并选择最优算法。第三阶段（2022年9月-2023年2月）：建模与仿真阶段，建立机载分布式微惯性系统融合模型，实现多个微惯性传感器的同步、对准和融合处理，并进行仿真模拟，分析算法优劣，调整参数。第四阶段（2023年3月-2023年6月）：实验验证阶段，设计实验并进行实际验证，比较机载分布式微惯性系统的测量结果