捷联惯性导航系统高精度动态仿真算法

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1、第43卷第4期2013年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．43No．4Jul．2013捷联惯性导航系统高精度动态仿真算法吴旋，熊智，林爱军，刘建业(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：由于飞行器动态模型航迹生成算法与惯性导航系统算法原理存在差异，无法直接仿真分析惯性传感器不同误差特性对惯性导航系统动态性能的影响。基于飞行器动态模型航迹教据，提出一种捷联惯性导航系统高精度动态仿真实现方法，设计了惯导参数动态计算误差并行补偿方案，实现了对导航系统动态仿真过程中导航参数计算误差的有效分离。在搭建的仿真平台上，有

2、效验证了所提出仿真方法的性能，为实际惯性传感器选型和指标选择提供支撑。关键词：惯性导航系统；动态航迹；动态误差；补偿误差中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1671．654X(2013)04．0117．05碰ghPrecisionDy]lls纠[gicSimulationAlgorithmofStrapdownInertialNavigationSystemWUXuan，XIONGZhi，LINAi-jun，LIUJian．ye(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，

3、Najing210016，China)Abstract：Therealedifferencesbetweenthegenerationalgorithmofvehicledynamicmodelwiththealgo—rithmofinertialnavigationsysteminschedulingprinciple．Sothedifferenterrorcharacteristicsofinertialsensorscan’tanalysisdirectlytheaffectofthedynamicperformanceoftheinertialnavigations

4、ystem．Basedaircraftdynamicmodelstrackdata，weproposedahi【sh-precisiondynamicsimulationmethodofSINS，whichistheinertialnavigationsystemdynamicparametererrorsoftheparallelcompensationschemetoachieveeffectiveseparationofthedynamicsimulationoftheprocessoftheinertialnavigationsystemnavigationpara

5、meterscalculationerror．Finally，webuildthesimulationplatformoftheystem，whichvalidatetheperformanceofthemethodwell．Soitmaybeehoosedtoprovidesupportfortheactualselectionofinertialsensorsandindicators．Keywords：inertialnavigation；dynamictrack；calculationerror；compensate引言惯性导航系统是自主式的导航系统，其中捷联惯导系

6、统具有结构简单、成本低、体积小、功耗低等特点。随着惯性元件的不断发展和计算机技术水平的日益提高，捷联式惯性导航系统的应用已越来越广泛【l。3】。影响捷联惯性导航系统的误差因素主要来源于惯性测量传感器的误差特性，现有分析惯性测量传感器误差特性对惯性系统动态性能影响的仿真分析手段还十分缺乏；现阶段主要通过试验的方式进行传感器性能指标选型，尚缺少对传感器选定指标条件下对惯性导航系统动态性能影响的有效分析和验证方法。．由于真实飞行数据较难获得，且为了降低系统验证成本，现有基于飞行器动力学模型进行飞行航迹仿真的方法得到较快的发展，常用的有FlightGear、X．Plane等几大类H

7、。J，采用上述的飞行器动力学模型仿真软件可以获得较为逼真的飞行器动态飞行轨迹数据，可以在此基础上，完成捷联惯性导航系统动态性能仿真。为此，本文主要以上述飞行动力学模拟软件产生的飞行器动态航迹数据作为基准数据，研究捷联惯性导航系统的高精度动态仿真实现算法。考虑到基于飞行器动力学模型的动态航迹生成算法原理与捷联惯导算法编排原理一般都存在差异。在进行惯性导航动态性能仿真时会产生较大的动态计算误差，若不对该动态计算误差进行有效分离，将难以仿真研究惯性测量传感器误差特性对惯性导航系统动态误差性能的影响。本文在经典捷联惯导算法