机载分布式POS传递对准建模与仿真

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1、第20卷第4期中国惯性技术学报Vol.20No.42012年8月JournalofChineseInertialTechnologyAug.2012文章编号：1005-6734(2012)04-0379-07机载分布式POS传递对准建模与仿真房建成，张舟，宫晓琳（北京航空航天大学惯性技术重点实验室新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室，北京100191）摘要：为了提高机载分布式POS中子POS的测量精度，补偿机翼的挠曲变形，提出了一种机载环境下传递对准方法。为验证该方法的有效性，搭建了机载分布式POS地面演示系统。针对该地面演示系统，提出了运用ANSYS辅助力学建模的方法建立了

2、模拟机翼杆挠曲运动模型，并将由机翼挠曲运动产生的挠曲变形角和挠曲变形角速度增广为卡尔曼滤波的状态变量。在此基础上，详细推导了考虑挠曲变形时姿态误差量测方程，设计了基于“速度+姿态”匹配方式的卡尔曼滤波器。仿真结果表明，采用该挠曲变形补偿方法进行传递对准，水平失准角精度优于3，方位失准角精度优于5。仿真结果验证了该方案的可行性，为机载分布式POS提供了工程应用参考。关键词：分布式POS；传递对准；挠曲变形；卡尔曼滤波中图分类号：U666.1文献标志码：AModelingandsimulationoftransferalignmentfordistributedPOSFANGJian

3、-cheng,ZHANGZhou,GONGXiao-lin(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense-NovelInertialInstrument&NavigationSystemTechnology,Science&TechnologyonInertialLaboratory,BeihangUniversity,Beijing100191,China)Abstract:ToimprovetheprecisionofslavePOS(positionandorientationsystem)indistributedPO

4、Sandcompensateforthewing’sflexuredeformationofaircraft,anoveltransferalignmentmethodwasproposed.Theground-demoofthedistributedPOSwassetuptotesttheproposedmethod.AmechanicalmethodwiththeaidoftheANSYSsoftwarewasusedtoestablishthemotionequationofthemodelwing.Thentheflexureangleanditsangularratewer

5、eaddedtothestatevariablesoftheKalmanfilter.Basedonthis,theattitudeerrormeasurementequationwasdeducedwithconsideringtheflexure.TheKalmanfilterusingthe“velocity+attitude”matchingalgorithmwasdesigned.Thesimulationresultsshowthattheprecisionsofhorizontalangleandazimuthanglearesuperiorto3and5respe

6、ctivelybytheproposedmethod.AllthesecharacteristicsshowthattheschemeisfeasibleandcanprovidereferencesfortheengineeringapplicationofthedistributedPOS.Keywords:distributedPOS;transferalignment;flexuredeformation;Kalmanfilter航空遥感成像的基本原理要求载机作匀速直线飞视的影响，严重时甚至导致SAR无法成像。因此需要行。例如，SAR成像基本原理要求雷达载机做匀速直对SAR天

7、线相位中心的运动误差进行实时精确测量[1]线运动。事实上由于设备性能、大气湍流等因素的影和补偿。响，载机沿航向和瞄准线方向必然存在干扰力的作用，位置姿态测量系统(positionandorientationsystem，导致SAR天线相位中心偏离理想的匀速直线运动。POS)主要由惯性测量单元(inertialmeasurementunit，由此造成的运动误差，将对SAR成像质量产生不可忽IMU)、全球定位系统(globalpositionsystem，GP