高精度惯性导航系统动态基准设计方法研究.pdf

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1、第46卷第2期2016年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．46No．2Mal"．2016高精度惯性导航系统动态基准设计方法研究王洁，熊智，邢丽，戴怡洁(南京航空航天大学导航研究中心，江苏南京211106)摘要：为了有效评估高精度惯性导航系统的动态精度，获取更高精度的动态基准导航参数是关键。提出了一种针对高精度惯性导航系统的动态基准设计方法，对固定区间平滑滤波的算法原理进行了研究，并在不改变外测信息采样周期的前提下，对算法进行了改进，以提高固定区间平滑滤波对导航系统误差估计的平滑度。经仿真数据和实测数据验证，改进后的固定区间平滑滤波算

2、法能有效提高惯性导航系统导航精度，平滑后的导航参数可作为评价高精度惯性导航系统动态精度的基准。关键词：惯性导航系统；动态基准；卡尔曼滤波；固定区间平滑滤波中图分类号：0242文献标识码：A文章编号：1671．654X(2016)02．0068．04ResearchonOynamicBenchmarkDesignMethodofHigh-precisionInertialNavigationSystemWANGJie，XIONGZhi，XINGLi，DAIYi．iie(NavigationResearchCenter，NanjingUniversityofAeronauticsand

3、Astronautics，Nanjing21l106，China)Abstract：Inordertoevaluatethedynamicaccuracyofthehigh—precisionInertialNavigationSystemef-fectively，itisthekeytoobtainahigheraccuracyofthedynamicreferencedata．Therefore，presentamethodfordesigningthedynamicbenchmarkofthehigh—precisionInertialNavigationSystem．Bas

4、edontheoveralldesignschemeofthedynamicbenchmark，studythealgorithmprincipleoffixed-intervalsmoothingfilter，andimprovethealgorithmwithoutchan舀ngthesamplingperiodoftheobservationinfor-mation，inordertoimprovethesmoothnessofthenavigationsystem7Serrorestimation．Itisverifiedbythesimulationdataandthem

5、easureddatathattheimprovedalgorithmcaneffectivelyimprovethenavigationaccuracyoftheInertialNavigationSystem，andthesmoothednavigationparameterscanbeusedasabenchmarkforevaluatingthedynamicprecisionofthehigh—precisionInertialNavigationSystem．Keywords：inertialnavigationsystem；dynamicbenchmark；Kalma

6、nfilter；fixed—intervalsmoothingfilter引言考虑到惯性导航系统是当前主要且至关重要的机载导航定位系统，在飞行器动态飞行过程中，为了有效评估机载惯导设备的动态性能，一般依靠更高精度的基准传感器作为评估基准。然而随着惯性导航技术的不断发展，目前惯性导航系统的精度越来越高，单纯采用基于基准传感器的传统评估方法将越来越难以满足需求‘1

7、。高精度的导航数据事后处理算法是克服单纯依靠提高基准传感器精度实现惯性导航系统动态性能评估的有效途径之一。在惯性导航及组合导航系统中，不论对惯性元件或组合系统性能的测试，还是地面标定等工作，利用平滑技术都可以得到很好的效果【

8、2。J。尤其近年来，平滑技术成为导航系统数据事后处理必不可少的手段。根据量测值和被估计状态相隔时间的不同，平滑方法也不同，分为三类：固定点平滑、固定滞后平滑和固定区间平滑MJ。其中，固定区间平滑滤波通常应用于事后信息融合处理及系统动态评估基准研究中，该算法是在卡尔曼滤波完成的基础上，对整个导航过程中各个时刻的导航参数进行再次估计∞1，可以进一步提高导航系统信息融合的精度，并可将处理后的导航结果作为导航系统动态精度的评估基准。收稿日期：2016—01—1l修订日期：20