分布式捷联姿态基准中数据采集系统的设计

研究了分布式捷联姿态基准中与各捷联姿态基准的IMU相对应的各数据采集系统(DAS)的设计方法。设计时,对挠性陀螺仪的输出采用以∑-△型ADC为基础的A/D转换的量化方案,对石英挠性加速度计的输出采用I/F转换的量化方案并设计了相应的基于CPLD的高性能多路脉冲信号采集器。由于每个DAS是分布式系统中的一个节点,因此为DAS设计了CAN接口。为便于DAS的开发、软件升级和现场调试等,所设计的DAS具有ISP功能。文中着重讨论了提高∑-△型ADC应用精度的方法及基于CPLD的高性能多路脉冲信号采集器的设计方法。测试表明DAS的模拟输入通道在采样率为100Hz时的转换精度接近18位,DAS的计数输入通道的计数精度与理论值一致,DAS的CAN接口工作正常、可靠。

基于实时多任务操作系统的分布式捷联姿态基准姿态算法实现

随着舰船上的武器系统和观测系统的数量不断增多及对其的精度和可靠性等要求的不断提高,对精确的局部姿态基准需求也不断增长。该文给出了用于消除大型舰船甲板变形给各战位点带来影响的分布式捷联姿态基准的结构,讨论了分布式捷联姿态基准中基于实时多任务操作系统的姿态算法的实现方法,包括:实时多任务操作系统环境下组合式捷联姿态基准算法应用程序的多任务确定,组合式捷联姿态基准算法中各任务的实现等。采用文中所述方法实现了一种实用的组合式捷联姿态基准算法,算法的仿真结果证明了文中所述方法的正确性。

模糊信息融合方法在分布式基准系统中的应用

由于舰船导航和武器系统的精度和可靠性等要求的不断提高以及分布式指控系统的发展,建立全舰统一姿态基准系统已成为必然。提出了利用测量结果推算出的甲板挠曲姿态信息作为分布式捷联姿态基准系统(简称分布式捷联基准)的补偿信息,然后利用基于模糊理论的信息融合方法建立全舰统一姿态基准系统。最后通过对简易模型的仿真研究,证明了这种方法是可行的并具有较高的精度。

甲板变形测量技术研究

当舰上的主导航系统与载机子惯导之间进行传递对准时,船体的变形会引起对准误差。想消除船体变形的影响从理论上讲,挠曲变形可以通过卡尔曼滤波进行估计,但在实际上很难建立足够精确的模型。通过船体变形的测量与校正技术,在大型载舰存在复杂动态变化的情况下,可采用分布式姿态基准,在载舰上的不同部位安装有限套惯性测量单元（IMU）,与舰上主导航系统构建成一个惯导网络,为载机子惯导的传递对准提供更丰富、更准确的载舰状态信息,从而大大提高传递对准的精度的研究。