SINS誤差特性及組合對準(zhǔn)的方法研究.pdf

1、作為艦船、飛機(jī)、航天器等載體上的重要設(shè)備，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)無論在軍用還是民用領(lǐng)域，都發(fā)揮著重要作用。然而，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在具有自主式導(dǎo)航、短期精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點的同時，也具有自身無法避免的缺陷。傳統(tǒng)的自主式初始對準(zhǔn)方式對準(zhǔn)時間長，而且要求在靜基座上進(jìn)行，不符合實際系統(tǒng)的應(yīng)用需要；此外，純慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由于器件原因誤差隨時間積累，很難達(dá)到相當(dāng)高的精度。因此，研究捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差特性和基于此的組合對準(zhǔn)方法具有重要的現(xiàn)實意義。

2、 本文首先根據(jù)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，推導(dǎo)并建立了系統(tǒng)在靜基座和動基座條件下的誤差方程，分析了載體在靜止和運動狀態(tài)下的誤差特性。在三種主要誤差源的激勵下，系統(tǒng)產(chǎn)生常值誤差和呈三種周期振蕩的誤差，并且載體的機(jī)動將使系統(tǒng)的振蕩周期發(fā)生改變。 在SINS誤差分析的基礎(chǔ)上，為了分析載體的運動和不同的組合對準(zhǔn)方式對系統(tǒng)性能和對準(zhǔn)效果的影響，本文建立了多種方式組合對準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型(包括速度組合、位置組合、位置與速度組合、速度與姿態(tài)組合

3、)，并分別對它們進(jìn)行了可觀測性分析和系統(tǒng)仿真。由于誤差特性中狀態(tài)量之間耦合程度的差異，速度與姿態(tài)組合的對準(zhǔn)效果最好，精度最高，位置與速度組合、速度組合次之，位置組合最差，并且載體的機(jī)動可以明顯提高系統(tǒng)的可觀測性，甚至可以突破器件誤差(主要是陀螺漂移)對失準(zhǔn)角的影響，使對準(zhǔn)精度達(dá)到一個更高的數(shù)量級。 針對靜基座下慣性器件誤差不能有效估計和方位對準(zhǔn)精度不高的缺點，本文提出了一種新的兩位置組合對準(zhǔn)方法，通過仿真分析表明，這種方法能準(zhǔn)確