| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 位姿测量现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 隧道位姿测量研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 多传感器融合研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 | 第13页 |
| 1.4 本章小结 | 第13-15页 |
| 第2章 组合测量系统组成与设计 | 第15-33页 |
| 2.1 激光标靶测量系统 | 第15-19页 |
| 2.1.1 激光标靶测量系统组成 | 第15-17页 |
| 2.1.2 倾角仪测角原理 | 第17-18页 |
| 2.1.3 激光标靶位姿测量原理 | 第18-19页 |
| 2.2 捷联惯性导航系统 | 第19-28页 |
| 2.2.1 惯性测量单元 | 第20-21页 |
| 2.2.2 捷联惯性导航坐标系定义 | 第21-22页 |
| 2.2.3 捷联惯性导航姿态算法 | 第22-27页 |
| 2.2.4 捷联惯性导航速度算法 | 第27页 |
| 2.2.5 捷联惯性导航位置算法 | 第27-28页 |
| 2.3 时间同步硬件触发系统 | 第28-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-33页 |
| 第3章 IMU随机误差量化及外参标定 | 第33-47页 |
| 3.1 MEMS惯性测量单元误差分析 | 第33-39页 |
| 3.1.1 MEMS陀螺仪误差来源 | 第33-34页 |
| 3.1.2 阿伦方差分析 | 第34-37页 |
| 3.1.3 对STIM300进行阿伦方差分析 | 第37-39页 |
| 3.2 IMU误差建模与仿真数据阿伦方差分析 | 第39-43页 |
| 3.2.1 IMU误差建模 | 第39-41页 |
| 3.2.2 仿真数据阿伦方差分析 | 第41-43页 |
| 3.3 基于精密三轴转台的坐标系对准与系统未知参数标定 | 第43-46页 |
| 3.3.1 精密三轴转台与转台坐标系定义 | 第43-44页 |
| 3.3.2 激光标靶坐标系与IMU坐标系位置标定 | 第44-46页 |
| 3.4 本章小结 | 第46-47页 |
| 第4章 组合系统容错卡尔曼滤波设计 | 第47-57页 |
| 4.1 卡尔曼滤波简介 | 第47-51页 |
| 4.1.1 多传感器融合方法选择 | 第47-49页 |
| 4.1.2 卡尔曼滤波组合模式 | 第49-50页 |
| 4.1.3 卡尔曼滤波耦合方式 | 第50-51页 |
| 4.2 组合系统状态方程与量测方程 | 第51-54页 |
| 4.2.1 组合系统误差方程 | 第51页 |
| 4.2.2 组合系统状态方程 | 第51-53页 |
| 4.2.3 组合系统量测方程 | 第53-54页 |
| 4.3 卡尔曼滤波容错设计 | 第54-55页 |
| 4.4 本章小结 | 第55-57页 |
| 第5章 组合系统性能仿真与实验验证 | 第57-75页 |
| 5.1 仿真实验 | 第57-64页 |
| 5.1.1 轨迹发生器 | 第57-59页 |
| 5.1.2 仿真参数与多传感器同步发生器 | 第59页 |
| 5.1.3 仿真结果与分析 | 第59-63页 |
| 5.1.4 以激光跟踪仪为基站的位姿仿真 | 第63-64页 |
| 5.2 传感器测试实验 | 第64-70页 |
| 5.3 实验验证 | 第70-73页 |
| 5.3.1 系统搭建与实验过程 | 第70页 |
| 5.3.2 坐标系对准及参数标定 | 第70-72页 |
| 5.3.3 实验结果与分析 | 第72-73页 |
| 5.4 本章小结 | 第73-75页 |
| 第6章 总结与展望 | 第75-77页 |
| 6.1 总结 | 第75页 |
| 6.2 工作展望 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第81-83页 |
| 致谢 | 第83页 |