1、針對(duì)高超聲速巡航導(dǎo)彈的高速高機(jī)動(dòng)特性，本論文研究高動(dòng)態(tài)下的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)并行實(shí)現(xiàn)方法，涉及初始對(duì)準(zhǔn)算法、并行卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)、捷聯(lián)解算算法、并行捷聯(lián)解算算法設(shè)計(jì)以及FPGA實(shí)現(xiàn)技術(shù)等方面。其內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.類(lèi)似于組合導(dǎo)航中的耦合機(jī)制，在對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的功能需求以及性能需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了三類(lèi)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的并行體系架構(gòu)，即淺并行體系架構(gòu)、深并行體系架構(gòu)和全并行體系架構(gòu)。其中，在全并行體系架構(gòu)中，

2、所有的計(jì)算均是并行化執(zhí)行的，因此就需要設(shè)計(jì)全新的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)和捷聯(lián)解算算法，即并行初始對(duì)準(zhǔn)算法和并行捷聯(lián)解算算法等。
　　 2.針對(duì)武器系統(tǒng)快反下的高晃動(dòng)特性，提出了兩種新的晃動(dòng)基座捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)算法，即基于動(dòng)態(tài)增益調(diào)節(jié)的捷聯(lián)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)方法(DGA-Compass)和卡爾曼濾波對(duì)準(zhǔn)方法(New-Kalman)。其中，在DGA-Compass對(duì)準(zhǔn)算法中，根據(jù)濾波時(shí)間和運(yùn)載體姿態(tài)變化劇烈程度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)回路的增益使系統(tǒng)姿

3、態(tài)角輸出隨運(yùn)載體的低頻大幅度晃動(dòng)的變化而變化，加快了對(duì)準(zhǔn)算法的收斂速度，即縮短了系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間；在卡爾曼濾波對(duì)準(zhǔn)算法中，通過(guò)在卡爾曼濾波器觀測(cè)量中引入水平加速度計(jì)測(cè)量值，提高對(duì)準(zhǔn)算法的性能。
　　 3.針對(duì)提高卡爾曼濾波對(duì)準(zhǔn)算法實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)載體真實(shí)姿態(tài)變化的局限性，提出了一種基于法捷耶夫算法的卡爾曼濾波器并行脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于任意給定的兩個(gè)或多個(gè)矩陣，矩陣運(yùn)算(矩陣求逆、矩陣相乘和矩陣相加)或三種運(yùn)算的合運(yùn)算都可通過(guò)它們對(duì)

4、應(yīng)的法捷耶夫算法實(shí)現(xiàn)。由脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、模塊性等特性可知，脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)是一種很好的實(shí)現(xiàn)法捷耶夫算法的并行結(jié)構(gòu)。從而可將卡爾曼濾波器表示為一些列矩陣運(yùn)算形式，然后基于法捷耶夫算法將其映射為并行脈沖陣列結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　 4.針對(duì)高超聲速巡航導(dǎo)彈的高速高機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特性，提出了一種適合高動(dòng)態(tài)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)捷聯(lián)解算算法。其中，考慮到當(dāng)前計(jì)算機(jī)的性能(高速和高吞吐量)，在捷聯(lián)解算算法中采用了單速結(jié)構(gòu)。并且針對(duì)姿態(tài)更新中的圓錐運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)

5、更新中的劃槳運(yùn)動(dòng)，提出了一種新的廣義優(yōu)化圓錐補(bǔ)償算法和劃槳補(bǔ)償算法。其相對(duì)于現(xiàn)有的圓錐和劃槳補(bǔ)償算法，當(dāng)慣性器件的輸出采樣速率恒定時(shí)，圓錐和劃槳補(bǔ)償算法的更新速率與慣性器件的輸出采樣個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)，即在圓錐和劃槳補(bǔ)償算法的高更新速率下可采用高階更新算法。
　　 5.考慮到姿態(tài)更新算法是捷聯(lián)解算算法的核心，也是影響系統(tǒng)精度的主要因素，特別是對(duì)作高速高機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的高超聲速巡航導(dǎo)彈等運(yùn)載體來(lái)說(shuō)，定量分析了圓錐補(bǔ)償算法的階次以及更新周期對(duì)算法誤

6、差的影響大小。通過(guò)分析可知，相對(duì)于更新周期，圓錐補(bǔ)償階次對(duì)姿態(tài)誤差的影響關(guān)系更為復(fù)雜。當(dāng)運(yùn)載體作中低動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)(即中低圓錐運(yùn)動(dòng)頻率)，可通過(guò)同時(shí)提高圓錐補(bǔ)償?shù)母滤俾屎驮龃髨A錐補(bǔ)償階次來(lái)減小系統(tǒng)的姿態(tài)誤差；當(dāng)運(yùn)載體作高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)(即高圓錐運(yùn)動(dòng)頻率)，考慮到圓錐補(bǔ)償?shù)母滤俾什荒軣o(wú)限制地提高，必須仔細(xì)選擇合適的圓錐補(bǔ)償階次。
　　 6.針對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)減小更新周期(即提高更新速率)可提高其精度的特點(diǎn)，特別是對(duì)作高速高機(jī)動(dòng)的高超聲速

7、巡航導(dǎo)彈，提出了一種并行捷聯(lián)解算算法結(jié)構(gòu)。根據(jù)并行算法的設(shè)計(jì)技術(shù)(即分治策略和流水線(xiàn)技術(shù))，對(duì)捷聯(lián)解算算法進(jìn)行了并行化設(shè)計(jì)，且對(duì)這種并行捷聯(lián)解算算法的性能進(jìn)行定量分析。通過(guò)這種并行捷聯(lián)解算算法相對(duì)串行捷聯(lián)解算算法的性能(即相對(duì)加速比)分析可見(jiàn)，這種捷聯(lián)解算算法的并行化設(shè)計(jì)可顯著減小算法的執(zhí)行時(shí)間，從而可提高算法的更新速率。這就為工作在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的提高提供了重要基礎(chǔ)。
　　 7.針對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的并行捷聯(lián)解算算