旋转惯导系统中的圆锥误差分析及其补偿

《旋转惯导系统中的圆锥误差分析及其补偿》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、第44卷第2期2012年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．44No．2Apr．2012旋转惯导系统中的圆锥误差分析及其补偿赖际舟吕品张玲刘建业(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)摘要：圆锥误差是由转动不可交换性误差引起的，存在于惯导系统导航解算的一种误差形式。由于基于旋转调制方式的惯导系统运动模式与传统捷联惯导系统不同，因此圆锥误差的表现形式也会发生相应变化。首先建立了旋转调制惯导系统的圆锥运动模型，对其不可交换性误差进行了推导。在此基础上分析了基于等效旋

2、转矢量的多子样算法在旋转惯导系统圆雏误差补偿中的应用效果以及旋转方棠对圆锥误差补偿的影响，最终通过仿真对理论分析进行了验证。仿真结果表明，圆锥误差对于旋转惯导系统的影响要大于传统惯导系统，但可以通过改变旋转方式来对圆锥误差进行抑制。关键词：惯性导航；旋转惯导系统；转动不可交换性误差，多子样算法；圆锥误差补偿中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)02—0159—06ConingErrorAnalysisandCompensationinRotationInertialNavigationSystemLaiJizhou，助Pin，Zh

3、angLing，LiuJianye(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract．Theconingerrorcausedbynoncommutableerrorofrigidbodyrotationisonekindoferrorsininertialnavigationsystem(INS)．SincemotioncharacteristicofrotationINS(RINS)iSdifferentfromthatofINS

4、，theconingerrorofRINSchanges．Firstly，theconicalmotionmodelofRINSisestablished，andthenoncommutableerrorisdeduced．Then，theeffectofmulti—samplealgorithmbasedonrotationvectorappliedtotheconingerrorcompensationofRINSisanalyzed，andsimulationiscarriedout．Thesimulationresultsshowthattheconingerr

5、orinRINSisgreaterthanthatintraditionalINS，butitcanberestrainedbythewayofrotating．Keywords：inertianavigation；rotationinertialnavigationsystem；noncommutableerrorofrigidbody；multi—samplealgorithm；coningerrorcompensation捷联惯导系统的陀螺仪与载体固连，直接敏感载体的角运动。受转动的不可交换性影响，在高速、高动态环境下，捷联导航算法中存在严重的圆锥效应误差[1】。

6、1971年JohnE．Bortz提出了采用等效旋转矢量的方法进行捷联惯导的姿态更新解算，在此基础上多位学者对圆锥误差的补偿算法进行了研究。1998年ChanGookPark对以往的算法进行了总结，提出了基于多子样的圆锥误差补偿算法的通用公式，捷联惯导系统的圆锥误差补偿问题得到了较好的解决[2]。惯性器件的精度是影响捷联惯导系统导航性能的主要因素，旋转调制技术通过使惯导系统增加一个旋转机构，令惯性器件按照设计的方案进行转动，可有效抑制惯性器件的常值误差，提高系统精基金项目：国家自然科学基金(61174197，91016019)资助项目；南京航空航天大学基本科研业务基金(N

7、S2010066，NP2011049)资助项目；江苏省高校“青蓝工程”资助项目。收稿日期：2011—05—31；修订日期：2011—12—30通讯作者：赖际舟，男，博士，副教授，1977年生，E—mail：laijz@nuaa．edu．cn。160南京航空航天大学学报第44卷度‘"。采用旋转调制技术的惯导系统又被称为旋转惯导系统。20世纪80年代以来，随着光学陀螺的迅速发展，旋转调制技术在激光捷联惯导系统中的应用越来越广泛[4]。采用该技术的MK39Mod3C，MK49以及AN／WSN一7系列激光捷联惯导系统被成功应用于水面舰船以及潜艇中