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光纤捷联惯性导航系统的设计与实验研究的开题报告

一、选题背景

随着航空、航天、航海以及智能交通等领域的不断发展，越来越多的应用需要高

精度的导航系统，而惯性导航就是其中一种重要的技术手段。惯性导航系统具有自主

性强、可靠性高、输出数据频率高等优点，因此在各种需要高精度定位、姿态测量和

运动检测的场合得到广泛应用。然而，传统的惯性导航系统存在着累积漂移问题，必

须通过其他传感器进行校正，而且受到外界干扰时容易失效，这给实际应用带来了一

定的局限。

光纤陀螺和加速度计作为现代惯性传感器，具有小巧轻便、精度高、动态响应快、

稳定性好等优点，是解决传统惯性导航系统缺陷的有效手段。同时，光纤传感器具有

优秀的抗干扰能力，可以应对强磁场、高温、振动等复杂环境下的使用需求。此外，

光纤传感器还可以通过光纤传输信号，避免传统惯性导航系统中的信号干扰问题。

二、研究目的与意义

本文的主要目的是设计一种光纤捷联惯性导航系统，通过光纤陀螺和加速度计的

联合测量，提高导航系统的精度和可靠性，并通过实验验证该系统的性能。具体而言，

本研究将达到以下几个目标：

1.设计一个基于光纤陀螺和加速度计的惯性导航系统，制定系统的硬件与软件方

案，实现导航系统的高精度定位和姿态测量功能。

2.进行系统的实验测试，包括导航定位、姿态测量和动态响应等方面，验证系统

的性能，并与传统惯性导航系统进行对比分析。

3.对系统的优化和改进提出建议，为进一步提高光纤捷联惯性导航系统的精度和

可靠性提供参考。

本研究将探索一种新型的惯性导航技术，为实际应用提供一种新的选择，并具有

一定的理论和应用价值。

三、研究内容和方法

1.现有光纤捷联惯性导航技术的综述，总结其优缺点，并探讨其发展趋势。

2.基于光纤陀螺和加速度计的惯性导航系统的设计、制作和组装。设计系统的硬

件与软件方案，包括信号处理、校准和数据传输等问题。

3.进行系统的实验测试，主要包括导航定位、姿态测量和动态响应等方面。测试

环境包括静态和动态环境。针对测试结果，对实验数据进行分析处理，并分析系统的

性能及优缺点，与传统惯性导航系统进行对比。

4.对系统的优化和改进提出建议，包括算法改进、传感器性能提升、系统可靠性

增强等方面。

本研究将采用文献综述、实验研究等方法，设计制作光纤捷联惯性导航系统并进

行实验测量，验证系统的性能及优缺点，最终提出建议和改进方案。

四、研究进度安排

1.文献综述和系统设计方案的制定（1个月）

2.系统硬件的制作和组装（3个月）

3.实验测试方案的制定和实验数据的采集（2个月）

4.数据分析和性能评估（1个月）

5.结果总结和论文撰写（1个月）

五、预期成果

本文将实现一个基于光纤陀螺和加速度计的惯性导航系统，对系统进行验证和性

能分析，并提出建议和改进方案。具体成果包括：

1.光纤捷联惯性导航系统的设计与实现。

2.系统的性能测试报告和数据分析报告。

3.论文一篇，涵盖了光纤捷联惯性导航技术的基本原理、设计方案、实验测试、

数据分析和结论等方面的内容。