免费论文：高超声速飞行器SINS_图像组合导航精度分析

图像导航系统以其高精度、信息量大和无源性等特点在导航系统中起着越来越重要的作用。它与捷联惯导系统具有很好的互补性，因此采用SINS/图像组合导航系统，充分利用两子系统的优点，可以提高导航系统的精度。本文利用卡尔曼滤波的方法实现捷联惯导系统和图像导航系统的组合。在设计组合系统的卡尔曼滤波器时，采用反馈校正模式。组合系统采用位置耦合的方式，卡尔曼滤波器的输入信息为两个子系统输出的位置信息的差值：一是图像导航系统中基于光流技术获取的地标点在像平面上的位置信息；二是根据SINS输出的位置和姿态信息输入到摄像机模型中获得地标点在像平面中的位置。经过卡尔曼滤波后，输出惯导系统误差的估计值，接着反馈到惯导系统校正导航信息。最终通过仿真实验给出了SINS/图像组合导航系统的性能。由结果看出，由于图像系统获取的信息具有很高的精度，即使在惯性器件的精度较差的情况下，只要组合导航的时间足够长，仍能获得很高的导航精度。同时，还讨论了影响组合导航系统性能的各种因素，如飞行高度、速度、摄像机参数和地标点分布等因素，重点讨论了地标点数目和分布对导航精度的影响。得出的一些结论为图像导航系统的研制和性能指标的确定提供了一定的理论依据。本文采用的基于卡尔曼滤波算法的组合导航系统可以很大程度的估计出SINS系统的导航误差，明显的提高了系统的导航精度。

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