下载文档原格式
第31卷第4期2010年4月 宇 航 学 报Journal of AstronauticsV ol.31April N o.42010基于单轴旋转的光纤捷联惯导系统误差特性与实验分析孙 枫,孙 伟(哈尔滨工程大学自动化学院,哈尔滨150001) 摘 要:针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素,同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响,提出了一种利用惯性测量单元(I M U )四位置转停的误差调制方法。
分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。
利用实验室自行研制的光纤捷联惯导系统分别进行I M U 静止和四位置转位运动下的长时间导航实验,实验结果表明了该方法的有效性。
关键词:捷联惯导系统;单轴旋转;误差特性;光纤陀螺;定位误差中图分类号:U666.12 文献标识码:A 文章编号:100021328(2010)0421070208DOI :10.3873Πj.issn.100021328.2010.04.021收稿日期:2009202216; 修回日期:2009212215基金项目:国家自然科学基金(60834005,60775001)0 引言旋转调制型捷联惯导系统中采用的是误差自校正方法[1-2],它可以在不使用外部信息的条件下,通过I MU 的转动调制惯性器件的常值偏差,达到误差补偿的目的。
美国早在20世纪70年代开始此类系统的研究,先后研制出MK 39M od3C 、MK 49、AN/WS N -7A 和AN/WS N -7B[3-6]等高精度惯导系统并得到广泛应用。
国内几家单位在不同程度上开展着旋转捷联系统的研发工作,例如国防科技大学、北京时代电子、北京航空航天大学、天津航海仪器研究所和哈尔滨工程大学等。
考虑到实际工程应用中调制型捷联系统[7]的可靠性及多种误差源对系统导航精度的影响,本文提出了一种基于I MU 单轴四位置转停的误差调制方案。
并采用SG T -3型惯性测试转台及实验室自行研制的光纤捷联惯导系统建立实验环境,进行了多次长时间导航实验。
捷联惯导算法与组合导航原理讲义严恭敏，翁浚编著西北工业大学2016-9前言近年来，惯性技术不论在军事上、工业上，还是在民用上，特别是消费电子产品领域,都获得了广泛的应用,大到潜艇、舰船、高铁、客机、导弹和人造卫星，小到医疗器械、电动独轮车、小型四旋翼无人机、空中鼠标和手机，都有惯性技术存在甚至大显身手的身影。
相应地，惯性技术的研究和开发也获得前所未有的蓬勃发展，越来越多的高校学生、爱好者和工程技术人员加入到惯性技术的研发队伍中来。
惯性技术涉及面广，涵盖元器件技术、测试设备和测试方法、系统集成技术和应用开发技术等方面，囿于篇幅和作者知识面限制，本书主要讨论捷联惯导系统算法方面的有关问题，包括姿态算法基本理论、捷联惯导更新算法与误差分析、组合导航卡尔曼滤波原理、捷联惯导系统的初始对准技术、组合导航系统建模以及算法仿真等内容。
希望读者参阅之后能够对捷联惯导算法有个系统而深入的理解，并能快速而有效地将基本算法应用于解决实际问题。
本书在编写和定稿过程中得到以下同行的热心支持，指出了不少错误之处或提出了许多宝贵的修改建议,深表谢意:西北工业大学自动化学院：梅春波、赵彦明、刘洋、沈彦超、肖迅、牟夏、郑江涛、刘士明、金竹、冯理成、赵雪华；航天科工第九总体设计部：王亚军；辽宁工程技术大学：丁伟；北京腾盛科技有限公司：刘兴华；东南大学：童金武；中国农业大学:包建华；南京航空航天大学：赵宣懿；武汉大学：董翠军;网友：Zoro；山东科技大学:王云鹏。
书中缺点和错误在所难免，望读者不吝批评指正.作者2016年9月目录第1章概述 (6)1.1捷联惯导算法简介 (6)1.2 Kalman滤波与组合导航原理简介 (7)第2章捷联惯导姿态解算基础 (10)2。
1反对称阵及其矩阵指数函数 (10)2。
1。
1 反对称阵 (10)2。
1.2 反对称阵的矩阵指数函数 (12)2。
2方向余弦阵与等效旋转矢量 (13)2.2.1 方向余弦阵 (13)2。
哈尔滨工张大学硕士学位论文摘要撼联式惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术,它采用数学平台代替实体乎台,即通过导舷计算机实时计算出姿态矩阵,建立起数学平台, 所汉导靛诗算辊跫建整个系统麓谈心寇关毽。
瓣薅,捷联矮浮簸系统聂澎衮精度、商可靠性、低成本、小型化、数字化的方向发展。
怒现代数字信号处理中的一门新兴技术,作为一零孛专魏数字售号处理器,它具骞毫激、麓这秘裹蕤凄等貔点。
本文应用单片机和设计了一套被捷联导航计算机系统。
以高速、高精度的?作为导航计算机数据处理的核心,以高速、商性能的离档位单片枧为作为整个系统的控铡器,构成了~褰双勺捷联导簸计簿枫系统。
这为导虢系统瀚小型纯、低藏本、数字化提供了一种设计思想。
如果再加上、电子罗擞和计程仪等,就可以完整的组合一个定位和导航系统。
本文蠹绕基予蕊导菠诗算壤系统,具,零巧震了以下尼方囊骚究工作:.论文分析了捷联惯导系统的基本原理,讨论了捷联懒导系统的算法。
.提出并论证了导航计算机的总体方案,同时分析了和单片枕这两牵申微处理器的特点和应用方法。
.讨论了基予麓捷联镄导系统静硬俘设计,包括基本功能静实现、原理框图及外围电路的设计。
本文对周围的接口电路作了较详细的介绍,主要电路有存储器系统、引导装载程序系统、通用异步串行蹦电路以及复位电路等。
.论述了系统的各种软件的舆体设计方法。
采用汇编语言和语言混台编程的方法来实现麟个系统软件。
并且详细讨论了实现该导航系统过程中的软件、硬件的调试和考核过程。
关键词:捷联惯性导航系统:数字信号处理器;数据处理;单片机哈尔滨工程太学硕士学位论文拄. , ,, ,, 。
,曲,跏,,它 .。
, 拉. ?曲 ?;圆 .,.‘’., ? ,:......髓接。
.?。
.. , , .,, 南撞哈尔滨工程大学硕士学位论文. 掣硼娃..: ;;; ?哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成灼。
速率偏频激光陀螺惯导系统航向敏感误差分析与补偿江一夫;李四海;徐兵华;严恭敏【摘要】为了有针对性的消除激光陀螺速率偏频惯导系统的可补偿寻北误差,进一步提高航向精度,从速率偏频斜装惯性仪表的数学模型出发,对陀螺和加速度计的各项误差进行了寻北误差分析,基于捷联惯导对准误差公式给出了惯性仪表各误差源的影响量级.明确了引起倾斜状态航向敏感误差的主要因素,提出了以调整激光陀螺旋转轴方向陀螺零偏抵消激光陀螺标度因数不对称性误差或者速率偏频状态陀螺零位偏移的航向敏感误差补偿措施.经转台试验验证,该措施简单可靠,有效消除了倾斜状态航向敏感误差,速率偏频系统的全方位寻北精度能够从86″(3σ)提高到优于40″(3σ).【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2018(026)005【总页数】6页(P561-566)【关键词】寻北;航向敏感误差;激光陀螺;速率偏频【作者】江一夫;李四海;徐兵华;严恭敏【作者单位】西北工业大学自动化学院,西安 710029;西安航天精密机电研究所,西安 710100;西北工业大学自动化学院,西安 710029;西北工业大学自动化学院,西安710029;西安航天精密机电研究所,西安 710100;西北工业大学自动化学院,西安710029【正文语种】中文【中图分类】U666.1与机抖偏频一样，速率偏频技术是解决激光陀螺锁区问题的另外一种方式。
速率偏频要求激光陀螺敏感到持续的旋转角速度，因此可以与旋转调制技术复合利用同一转位机构，既可以避免机抖偏频频繁过死区产生的额外随机游走误差又实现了随机常值零偏的自补偿[1-3]，既可以发掘出激光陀螺的极限性能又没有额外增加硬件成本，是实现高精度自对准的绝佳途径。
惯性导航领域中将方位相关的寻北误差，归结为航向敏感误差（Heading-Sensitive Error, HSE）。
航向敏感误差主要与多位置系统参数不一致，磁场、温度场不均匀等因素有关，在平台惯导系统中一般采用最小二乘模型参数拟合和分段插值补偿的方法[4]。
