捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置參數(shù)辨識(shí)及有效性驗(yàn)證.pdf

1、捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置在現(xiàn)代國(guó)防工業(yè)中的地位日益重要,且直接關(guān)系導(dǎo)航領(lǐng)域的發(fā)展。受現(xiàn)代工藝和科技水平影響,其工作狀態(tài)下始終存在各種各樣的確定性誤差和隨機(jī)誤差,并且影響到其工作狀態(tài)下的精度。因此,如何最大程度的減小慣性器件的誤差就成為慣性導(dǎo)航領(lǐng)域研究的主要方向和重點(diǎn)。
　　本文首先介紹了慣性測(cè)量單元的研究現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì),深入了解了慣性測(cè)試的理論基礎(chǔ),針對(duì)光纖陀螺儀的和石英加速度計(jì)的工作原理、主要性能指標(biāo)和誤差來(lái)源等做了分析總結(jié)。詳

2、細(xì)介紹了最常用的平臺(tái)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合并與捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比。
　　在分析了誤差來(lái)源的基礎(chǔ)上建立了慣性器件的誤差模型,并分別為其設(shè)計(jì)了位置實(shí)驗(yàn),速率實(shí)驗(yàn)和零位實(shí)驗(yàn)。利用實(shí)驗(yàn)室三軸轉(zhuǎn)臺(tái)上采集了其相關(guān)數(shù)據(jù),利用Matlab強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能得到了慣性器件的標(biāo)度因數(shù),安裝誤差角和零位誤差等相關(guān)性能指標(biāo);在此過(guò)程中還詳細(xì)了解到轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定過(guò)程中需要注意的實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)和難點(diǎn)。針對(duì)隨機(jī)誤差的補(bǔ)償需要掌握其規(guī)律而需要

3、多次實(shí)驗(yàn)總結(jié),通過(guò)Allan方差分析法得到慣性器件隨機(jī)誤差的輸出曲線。
　　在導(dǎo)航解算過(guò)程中詳細(xì)的推導(dǎo)了慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本方程、姿態(tài)更新算法和速度更新算法。充分理解解算原理并對(duì)比了各算法解算過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn),選擇合適的算法,設(shè)計(jì)了卡爾曼濾波器,利用Matlab編寫(xiě)了IMU輸出解算程序。
　　完成上述工作后,根據(jù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所得誤差模型參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,主要包括軟件仿真和定點(diǎn)導(dǎo)航驗(yàn)證。軟件仿真從程序解算出發(fā),給定固定的誤差值,觀測(cè)其誤差輸出