VC环境下捷联惯导系统误差建模与仿真平台设计

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1、2011年12月宇航计测技术De。．，2011第31卷第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．31，No．6文章编号：1000一7202(2011)06一0025—05中图分类号：TP391．9文献标识码：AVC环境下捷联惯导系统误差建模与仿真平台设计秦海霞张京娟李魁(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要分析了捷联惯导系统误差来源，构建了由器件误差、安装误差及初始条件误差共31个误差源组成的捷联惯导系统误差模型。为提高代码重用率，在Vc环境下建立仿真平

2、台，并通过调用Matlab引擎，用图形化方式量化了各种误差源对导航结果的影响。结果表明，设计的仿真平台能够提供高效的误差分析手段，可为捷联惯导系统的误差分配和器件选型提供参考。关键词捷联式惯性导航误差模型模拟平台误差来源DeVelopmentofSINSErrorModelingSimulationPlatformandinVCEnvironmentQINHai—xiaZHANGjing-juanLIKui(SchoolofInstrumentscienceand0pto_electronicsEngineering，Be巧ingAer

3、omuticsandAstronauticsUniversity，Be幻ing100191)Atlsh僦Theerrorsourcesofstrap_downinertialnavigationsystem(S小『S)isamlyzed，andonthebase，theHlodelwhichiscomposedofdeviceenDr，fi妇ngerrorandi血tialconditionerror，totallytKrty_oneerrorsourcesisdesigned．InordertoimprOvecodereuserate

4、，thismodeisdesignedintheVCenviromnent，bycaUingⅣ【atlaben西ne，theinnuenceofva荫ousen．orsourcesontheoutputresultsofmvigationisquantifiedbygraphics．灿lresultsshowthateffectiveamlysismethodcOuldbeprOvidedbythissimulationplatfo珊，supplyingthereferencefortheerrordistribution．anddev

5、iceselection．Keyw删sStrapdovminertialm、7igation‰rmodelingSimulationplatfOrnlEHorsource1引言惯导系统以其自主性高和导航信息全面的特点在军事和民用领域都得到了广泛应用，但导航误差随时间而积累。分析和研究各种误差源对导航结果的影响对提高惯导系统准确度具有重要意义。因此，直观深刻地认识各种误差源对导航结果的影响显得尤为重要，也是惯性器件合理选型的关键。基于Matlab的惯导工具箱，具备对捷联惯导系统姿态、速度、位置误差进行动态仿真的功能；文献[2]分析了安装误

6、差对惯导系统准确度的影响；文献[3]利用Simulink完成了激光陀螺捷联姿态测量系收稿日期：2011一05—16作者简介：秦海霞(1985一)，女，专业硕士研究生，主要研究方向：精密仪器及机械。宇航计测技术统的动态误差建模，详细地进行了系统误差建模，但该仿真结果只给出了载体的姿态误差分析。针对以上不足，本文详细分析了捷联惯导系统的误差来源，构建了由惯性器件、安装误差角及初始条件误差共31个误差源组成的捷联惯导系统误差模型，并在VC环境下进行了误差建模与仿真平台设计。该仿真平台可同时输入几种误差源，为更深一步分析误差源对导航准确度的影响

7、提供了参考。2捷联惯导系统误差建模2．1系统误差分类在惯性导航系统中，惯性器件误差，安装误差，初始条件误差，运动干扰以及计算误差等都会对导航准确度造成影响[5]。忽略计算误差和运动干扰的影响，建立了完整的误差方程，模型中涉及的误差源如图1所示。图1捷联惯导系统主要误差源图2．2各种误差源数学模型2．2．1器件误差陀螺误差主要考虑比例系数误差和漂移。由比例系数误差引起的测量误差·屯i一忌硝．(U抚(i—z，y，z)(1)假定陀螺漂移为常值；i—o(i—z，y，z)(2)ei一0(i—z，y，z)(2)2．2．2安装误差陀螺安装误差角‘43

8、的定义如图2所示，其中()X，y：Z，为壳体坐标系，CⅨ。ygZ。为三个陀螺的实际安装坐标系，且0x。，o玩和0咯分别为陀螺的三个敏感轴。陀螺敏感轴0x。相对壳体坐标轴0必，的两个安装误差为口删和目肜。其中