复杂杆臂效应下分布式SINS/DGPS系统动基座对准方法研究

杆臂效应误差是影响SINS/GPS动基座对准精度的关键因素之一。尤其对于机载分布式SINS/GPS组合系统，主SINS、GPS和分布于机翼下的多个子SINS间存在复杂多级杆臂效应误差，导致动基座对准精度严重下降。本项目拟从机载阵列天线SAR运动补偿对分布式SINS/GPS的需求出发，分析复杂杆臂效应误差形成机理，研究不确定刚性杆臂效应误差和挠曲杆臂效应误差建模方法，建立带复杂多级杆臂误差的分布式SINS/GPS系统对准高阶模型；在可观测度分析基础上研究自适应反馈校正与轨迹机动前馈结合的集成滤波方法，并考虑量测时滞问题，提出基于复杂杆臂误差补偿的分布式SINS/GPS动基座对准方法；针对量测信息丢失、粗差，建立其数学模型，建立量测信息不完备情况下动基座模型，设计不依赖随机数据丢失参数的滤波器，给出基于不完备量测信息的最优状态估计。最后，建立分布式SINS/GPS实验系统，对理论方法进行验证。

杆臂效应误差是影响SINS/GPS动基座对准精度的关键因素之一。尤其对于机载阵列天线SAR运动补偿用分布式SINS/GPS组合系统，主SINS、GPS和分布于机翼下的多个子SINS间存在着复杂杆臂效应误差，导致动基座对准精度严重下降。本项目从机载阵列天线SAR运动补偿的需求出发，首先提出了一种可行的机载阵列天线SAR运动补偿用分布式SINS/GPS组合导航系统方案，并分析复杂杆臂效应误差的影响及其形成机理，建立了不确定刚性杆臂效应误差和挠曲杆臂效应误差模型，为开展复杂杆臂效应误差下的分布式SINS/GPS动基座对准方法研究奠定了基础；基于建立的杆臂效应误差模型，建立了带杆臂误差的分布式SINS/GPS系统动基座对准模型，在此基础上提出了基于KF和H-infinite filter在两种滤波的分布式SINS/GPS动基座对准方法，并利用构建的分布式SINS/GP半实物仿真系统，开展了半实物仿真研究，验证了理论方法的有效性；为了进一步验证复杂杆臂效应下分布式SINS/GPS传递对准方法在动态情况下的有效性，进一步开展了车载实验研究，利用实验室现有惯性系统、GPS、试验车等构建了分布式SINS/GPS车载试验系统，跑车实验结果充分验证了理论方法的有效性。本项目按照项目计划书要求，圆满完成了项目研究内容和预期目标，为我国自主研制机载高精度分布式SINS/GPS系统、实现机载阵列SAR的高精度运动补偿提供了理论支撑。