免费论文：基于重力梯度仪的无源导航技术研究

随着各种类型惯性敏感器和滤波算法的发展，使得惯性导航系统得到了广泛的应用,包括舰船、飞机、战术与战略导弹以及航天飞机的导航。惯性导航系统的性能特点是它所提供的位置估算精度会随时间而漂移。为了抑制惯性导航系统定位误差的积累，近年来颇受关注且适于多种应用的一种方法是组合导航技术。该技术采用某些来自导航系统以外的附加导航信息源如卫星辅助导航、景象匹配辅助导航、地形匹配辅助导航以提高惯性导航系统的精度。然而，这些辅助导航均需要向外发射信号、或接收外界信号，极易受到外界的干扰且不利于载体的隐蔽性。本文介绍一种完全自主的、不受任何外部因素影响的无源的辅助导航系统--重力梯度辅助导航。重力梯度辅助导航相比其它外部辅助导航的方法具有不依赖于外部信息，不需要任何发射源，也不向外部辐射能量，是一种无源、完全自主的导航方式，工作方式安全、隐蔽。论文针对重力梯度辅助导航系统的各种关键技术进行研究，主要包括重力梯度数据的获取、重力梯度仪的介绍与原理分析和基于重力梯度仪的无源导航系统算法分析与仿真验证，具体内容如下：一、论文利用重力场模型和数字高程模型获得重力梯度数据。通过EGM96模型进行梯度低频分量计算并进行了特性分析。同时考虑在低空飞行时重力梯度仪容易受到地形因素的影响进行了地形与扰动梯度的研究，给出了四种计算地形因素引起扰动梯度的算法。二、对基于差分加速度计型重力梯度仪的测量原理进行详细推导，从重力梯度仪原理出发，给出了重力梯度仪信号模拟的方法。同时导出了重力梯度仪捷联与平台式安装时的线性化误差方程。 三、对扩展卡尔曼滤波和无迹滤波进行了分析，建立了重力梯度辅助导航系统的算法模型。针对具有不同配置的飞行载体进行了系统仿真，分析了各种因素对导航精度的影响，验证了重力梯度辅助导航系统的可行性与优异性。

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