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《车载航位推算系统误差补偿技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2006年2月西北工业大学学报Feb.2006第24卷第1期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVol.24No.1a车载航位推算系统误差补偿技术研究严恭敏,秦永元,杨波(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:车载航位推算系统算法简单并且容易实现误差补偿。当惯组(IMU)安装到载车上存在安装误差时,推导了航位推算(DR)算法和航位推算误差,并对航位推算误差进行了详细分析,得出航位推算轨迹和真实轨迹相似的原理。基于相似性原理阐述了利用设定路标和零速修正(ZUPT)等方法对各种误差进行补偿的算法。
2、跑车试验验证了航位推算算法和误差补偿的正确性和有效性。关键词:航位推算,误差补偿,路标,零速修正中图分类号:V249.3文献标识码:A文章编号:1000-2758(2006)01-0026-05捷联惯导系统(SINS)以其提供导航信息的全用设定路标和零速修正等方法对各种误差进行补偿面性和完全的自主性,得到了广泛的应用,但惯导误的算法。差会随着时间不断积累。全球卫星定位系统GPS定位范围广、精度高,其缺点是容易发生信号遮挡。虽1航位推算算法然利用SINS/GPS组合导航系统能够充分发挥这2个系统的优点,克服它们的缺点,但是在敏感地区里选取东-北-天(ENU)地
3、理坐标系为导航参考坐[1,2]依赖于GPS导航是不可靠的。对于军用车辆,特标系,记为n系;当惯组按一定的方位安装到载车上别是导弹发射车辆(通常在固定的路线上行驶),航时,认为载车坐标系与惯组标定坐标系重合,记为b位推算系统和惯导系统相比有一定的优势:首先航系。里程计坐标系记为m系,里程计在一小段时间位推算系统和惯导系统一样具有自主性,但是航位$t=tj-tj-1内测量的里程增量$Sj在m系的投影推算系统误差随着时间增长变化较小;其次惯导系写成矢量形式为[3,4]统误差补偿技术复杂,而航位推算系统误差控制$SmTj=[0$Sj0](1)和补偿方法简单易行。如果
4、载车上已经装有捷联惯假设m系和b系之间有安装偏差角,分别为航导系统,利用SINS/DR组合导航系统将具有高的精向安装偏差角AW、俯仰安装偏差角AH和横滚安装偏度和容错性能。本文针对航位推算系统的一些相关n差角AC,类似于求姿态矩阵Cb的方法,可得从b系到问题进行了讨论,在推导航位推算算法和航位推算m系的变换余弦阵为误差的基础上详细分析了航位推算误差,阐述了利cosACcosAW+sinACsinAWsinAH-cosACsinAW+sinACcosAWsinAH-sinACcosAHmCb=sinAWcosAHcosAWcosAHsinAH(2)sinACc
5、osAW-cosACsinAWsinAH-sinACsinAW-cosACcosAWsinAHcosACcosAH因而里程增量(1)式在b系上投影表示为由上式可见b系上表示的里程增量和AC无关,进一sinAWcosAH步可得里程增量在导航坐标系上的投影bmTmnnb$Sj=(Cb)$Sj=cosAWcosAHõ$Sj(3)$Sj=Cb(j)õ$Sj(4)nsinAH式中,Cb(j)是tj时刻的姿态矩阵。a收稿日期:2005-04-15作者简介:严恭敏(1977-),西北工业大学博士生,主要从事捷联惯性导航算法和组合导航系统理论的研究。第1期严恭敏等:车载航位
6、推算系统误差补偿技术研究·27·和捷联惯导位置更新算法一样,可求得航位推01DAWcosWDAH算的纬度、经度和高度递推算法00=$Sjõ-DAWsinW(11)nDAW$SjN10DAHLj=Lj-1+(5)RM+hj-1又因为n$SjEsecLj-1Kj=Kj-1+(6)0cosWsinW00RN+hj-1n$Sj×0≈-sinWcosW00õ$Sj×nhj=hj-1+$SjU(7)DAW0011式中,Lj、Kj和hj分别为载车所在点处的地球子午0DAWcosW圈和卯酉圈主曲率半径。0=$Sjõ-DAWsinW(12)DAW02航位推算误差分析T比较(1
7、1)式和(12)式,并记[õ]3×1=[00õ],则(10)式可写成航位推算误差主要源于姿态误差角U、惯组相nnnD$Sj=$Sj×U+$Sj×[DAW]3+对于里程计的安装偏差角AW和AH中未能精确补偿n$Sjõ[DAH]3×1+$SjDKD(13)的剩余航向安装误差角DAW和俯仰安装误差角DAH、这就是航位推算的位置误差方程式,为了把位置误以及里程计刻度系数误差DKD。差表示成地理坐标的形式将(5)式～(7)式微分并整由(3)式和(4)式得里程计增量的实际计算公理得式nddDpj=(I3×3+MD3)Dpj-1+MD2($Sj×U+sinAWcosAHn
8、ndndnddd$Sj×[DAW]3×1+$Sjõ[
