基于外定位阻尼的捷联惯导算法设计

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1、第19卷第2期中国惯性技术学报Vol.19No.22011年4月JournalofChineseInertialTechnologyApr.2011文章编号：1005-6734(2011)02-0127-04基于外定位阻尼的捷联惯导算法设计1211严恭敏，郭鹍，翁浚，白亮（1.西北工业大学自动化学院，西安710072；2.船舶系统工程部，北京100036）摘要：传统外阻尼惯导系统以外速度作为辅助参考，但在仅能提供外定位参考的条件下，为了避免由定位信号差分求取速度时造成噪声放大负面效应，推导了基于定位误差的罗经初始对准算法，并将它

2、与捷联惯导姿态解算相结合，得到定位阻尼捷联惯导算法。该算法具有计算量小和稳定性好等优点，但与Kalman滤波组合导航相比，也有它自己的应用条件并存在一些不足之处。最后，利用GPS定位和激光捷联惯导系统进行了车载试验，验证了所提算法的有效性。关键词：捷联惯导系统；罗经效应；定位阻尼；车载试验中图分类号：V666.1文献标志码：ADampingSINSalgorithmbasedonouterposition1211YANGong-min,GUOKun,WENGJun,BAILiang(1.DepartmentofAutomatio

3、nControl,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China;2.SystemEngineeringResearchInstitute,Beijing100036,China)Abstract:Intraditionallevel-dampednavigationsystem,anoutsidevelocitymeasurementistakenasitsreference.Toavoidthenoise’sincreasingincalculatingveloci

4、tyusingdifferentialpositionsignal,somenewgyrocompasscontrolprinciplesbasedonpositionerrorarededucedforthesituationthatpositioninformationistheonlyavailabledata.Moreover,bycombiningwithstrapdownattitudeequations,theposition-dampedstrapdowninertialnavigationalgorithmis

5、obtained.Theproposedalgorithmhastheadvantagesoflowcomputationburdenandhighstability.BycontrastingtoKalmanfilteringforintegratednavigation,itsspecialapplicationconditionsandinsufficienciesarepointedout.ThevehiculartestiscarriedoutusingGPSandlaserSINS,andtheresultsveri

6、fytheeffectivenessofthisalgorithm.Keywords:strapdowninertialnavigationsystem;gyrocompasseffect;positiondamp;vehiculartest[3-6]在进行多源导航信息综合时，例如SINS/GPS组合取得了良好的效果，譬如法国SAGEM公司的车载导航，普遍采用Kalman滤波最优估计方法，但它有时SIGMA30激光捷联惯导系统操作手册上指出它使用存在精确建模困难、计算量大和容易发散等问题。在传里程仪辅助进行罗经初始对准，能够达到

7、1mil（密位）统的平台惯导系统中，速度阻尼导航方法应用十分广的方位精度。传统的阻尼导航是通过外参考速度实现[1-2]泛，其原理和设计已经非常成熟，速度阻尼法能够的，然而，如果外界只能提供参考定位信息，为了应用持续抑制惯导误差的发散，亦可使较大的方位误差角逐阻尼导航算法，最简单的处理思路是对定位作差分以获渐收敛，它利用了罗经方位对准的基本原理。与Kalman得速度，但是差分可能带来噪声放大效应，影响传统阻滤波相比，速度阻尼法勿需精确建模，具有计算量小和尼导航算法的性能。本文将直接以定位信号作为阻尼参稳定性好等优点。随着捷联惯性导

8、航技术的发展，除考，推导定位阻尼惯导算法，并利用跑车试验对算法的Kalman滤波组合导航外，有时也使用速度阻尼法，并有效性进行验证。收稿日期：2010-11-14；修回日期：2011-03-14基金项目：航空科学基金（20100818012）作者简介：严恭敏（1