基于全源网络信息的稳瞄吊舱高精度对准技术研究

The targeting pod system has been widely used in various fields such as land surveying, remote sensing, and disaster rescuing in recent years. However, the applications of the targeting pod are diversified and the environment is complex. Under the influence of the aircraft itself and the external environment, the accuracy and reliability of the alignment technology of the targeting pod still need further research. Therefore, based on all source and inertial network information, research on the alignment methods of the targeting pod system are conducted in order to improve the alignment accuracy, reliability, and environmental adaptability of the targeting pod. This project focuses on: 1, research on initial alignment method of airborne inertial navigation system based on full source information; 2, research on the influence analysis and compensation method of the targeting pod in the transfer alignment; 3, research on the transfer alignment method of the targeting pod based on airborne inertial network. This project forms the theory and the method of the high precision alignment technology of the targeting pod based on all source and inertial network information. It will effectively solve the high-precision and rapidity alignment problem of the targeting pod in the complex environment.

稳瞄吊舱系统近年来广泛应用于大地勘测、遥感、灾难救援等各个领域，然而，由于稳瞄吊舱的应用范围多样化，所处的环境多变复杂，在飞机自身运动以及外界环境干扰下，稳瞄吊舱对准技术的准确性和可靠性仍需进一步深入的研究。为此，本课题结合机载全源网络信息，开展稳瞄吊舱高精度对准技术的研究，旨在提高稳瞄吊舱的对准精度、可靠性以及环境适应能力。本课题侧重开展：1、基于全源信息辅助下机载惯导系统初始对准方法研究；2、稳瞄吊舱传递对准性能影响因素分析与补偿方法研究；3、基于机载惯性网络的稳瞄吊舱捷联惯导系统传递对准方法研究。通过本课题的研究，可以形成一套基于全源网络信息的稳瞄吊舱高精度对准技术的理论与方法，有效解决稳瞄吊舱在复杂环境下的高精度快速对准问题。

现代战争对武器装备的快速性和机动性要求越来越高，提高装备高性能机载稳瞄吊舱的先进军用飞机捷联惯导系统对准效率是实现精确导航与制导的必要条件之一。为了提高系统对准精度、缩短系统对准时间，本课题分别从机载捷联惯导系统空中对准和传递对准两个方面展开研究。.在紧急任务情况下，考虑到机载捷联惯导系统的地面对准时间和精度受限，可以利用飞行器在空中的飞行过程进一步提高系统对准性能。本项目提出了利用多辅助信息进行空中对准的方法。研究了神经网络结合联邦滤波器的多信息辅助机载捷联惯导系统空中对准方法，借助联邦滤波器的估计能力和神经网络的学习能力，提高了空中对准算法的鲁棒性和精度；另外，针对环境任务变化带来的对准滤波器不能自适应调整的问题，研究了基于因子图概率模型的多信息辅助空中对准方法，基于可用传感器信息动态调整因子节点，实现了多源异步信息的有效利用。从两个方面综合提高了机载捷联惯导系统空中对准的精度和适应性。.传递对准方法是提高机载子惯导对准综合性能的有效途径。然而，由于载体本身安装位置、挠曲变形等因素，性能会受到影响。本项目针对影响传递对准的多种因素进行了误差分析与补偿研究，提出了一种基于可观测度分析的自适应传递对准方法，提高传递对准的噪声适应能力的同时，抑制了可观测度差的状态分量对滤波器性能的影响，增强了传递对准的适应能力并提高了对准精度和快速性。同时，现代机载高速数据通讯网络极大地促进了机载惯性网络传递对准技术的发展。本项目构建了各节点可以实现数据共享的机载捷联惯导系统惯性网络，提出了基于惯性网络结构的传递对准算法，与传统传递对准算法相比，提高了传递对准的精度和可靠性。.最后，本文利用可视化软件搭建了机载捷联惯性导航系统对准算法仿真验证平台，验证结果表明，本文相关算法能够有效提高机载捷联惯导系统对准的性能，为提升先进军用飞机及其机载子惯导系统的对准精度及可靠性奠定了基础。