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摘要
针对目前煤矿井下掘进机定位定向不准确、自动化程度低等问题，提出了一种基于光纤惯导与数字全站仪组合的掘进机自主定位定向方法。通过分析光纤惯导与数字全站仪的组合定位定向原理，建立了光纤惯导和数字全站仪的误差模型和组合定位定向系统的状态方程和量测方程，运用卡尔曼滤波器对组合定位定向系统的状态量与量测量进行预测估计，并考虑数字全站仪的定位精度对融合效果的影响，得到掘进机自主定位定向的融合信息。搭建了掘进机定位定向试验平台，通过运用惯导与全站仪组合的自主定位定向方法对模拟在巷道中线行走的掘进机进行了定位定向试验。试验结果表明：根据数字全站仪定位精度确定量测噪声方差R时，组合定位定向精度最高，其中x轴方向定位最大误差为0.03 m,y轴方向定位最大误差为0.02 m,航向角、俯仰角和横滚角定向误差小于0.005°,能够满足煤矿井下掘进机定位定向技术要求，解决了光纤惯导姿态角累计误差和位置发散问题，实现了掘进机的精确自主定位定向，为煤矿井下掘进工作面的智能化发展奠定良好的基础。
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