GNSS-MIMU組合導(dǎo)航中微陀螺g敏感性誤差分析與補(bǔ)償方法研究.pdf

1、GNSS/MIMU深組合導(dǎo)航是目前導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以高動(dòng)態(tài)的精確制導(dǎo)武器為應(yīng)用背景，以 GNSS/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)高動(dòng)態(tài)環(huán)境下 MIMU中微機(jī)械陀螺存在顯著的g敏感性誤差這一問題，從組合導(dǎo)航算法的角度進(jìn)行了誤差分析和補(bǔ)償方法的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了高動(dòng)態(tài)條件下考慮g敏感性的微陀螺誤差模型，針對(duì)微陀螺動(dòng)態(tài)特性不同的特點(diǎn)，推導(dǎo)出了MIMU中陀螺g敏感性誤差的三種表達(dá)形式及其測(cè)量誤差模型

2、；理論分析結(jié)果表明，當(dāng)采用位置和速度進(jìn)行組合導(dǎo)航時(shí)，系統(tǒng)的位置與速度精度主要取決于觀測(cè)量的精度，陀螺的g敏感性誤差對(duì)其影響非常小，但會(huì)直接影響系統(tǒng)的姿態(tài)精度，且載體的動(dòng)態(tài)越高，影響也越大。⑵采用全局可觀性分析方法，對(duì)含微陀螺g敏感性誤差的GNSS/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明以GNSS提供的位置和速度信息為觀測(cè)量，設(shè)計(jì)合理的機(jī)動(dòng)條件，系統(tǒng)是可觀的，并給出了全局可觀性的充分條件。根據(jù)微陀螺g敏感性誤差模型，設(shè)計(jì)了三種不

3、同形式的卡爾曼濾波器，為實(shí)現(xiàn)g敏感性誤差的補(bǔ)償提供理論依據(jù)。⑶參與了一體化組合導(dǎo)航半實(shí)物仿真平臺(tái)建設(shè)工作，并基于該平臺(tái)，仿真分析了g敏感性誤差對(duì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的影響，得到了與理論分析一致的結(jié)論，即微陀螺的g敏感性誤差對(duì)組合濾波位置與速度精度影響較小，但對(duì)姿態(tài)的精度影響較大。當(dāng)載體沿陀螺敏感軸方向的加速度為50g時(shí)，相應(yīng)軸向的姿態(tài)角誤差約為3.49度，姿態(tài)精度下降明顯；按照全局可觀性充分條件設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)軌跡，采用所設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)了g敏