多惯组冗余系统安装误差的空中标定技术.pdf

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1、第26卷第3期传感技术学报V0l_26No．3CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．20132013年3月In-FlightCalibrationforInstallationErrorsinAMulti-IMURedundancySystemZHANGJinliang，QmYongyuan，WUFeng(CollegeofAutomation，No~hwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Anin-flightcalibrational

2、gorithmisproposedtoestimateinstallationerrorsbetweenIMUsinamulti—IMUredundancysystem，wheremorethantwoIMUsareinstalledparalleltoeachother．OneIMU，whichisdeeplyintegratedwithGPSpseudo-rangeandpseudo—rangerate，ischosenastheinstallationreference，anditsattitudeisfurtherimprovedthrougha

3、seriesofaircraftmaneuverbeforecalibrationtoprovidepreciseattitudereferenee．Atthebeginningofcalibration，thereferencebindsreal—timenavigationparameterstootherIMUs，whichwillthenrunattitudeupdateprocedure，butthevelocityandpositionisstillprovidedbythereference．ThenaKalmanfilterisdesig

4、nedtakingadvantageofSINSattitudeerrormodelandtakingattitudedifferencetothereferenceasmeasurement．Simulationresultshowsthattheproposedalgorithmcanpreciselyestimatethecalibrationerrorsjustthroughroughrollandturningmaneuver，andtheprecisioncanachievearcsecondleve1．Keywords：Multi—IMU；

5、GPS；redundancysystem；deepintegration；installationerrors；in—flightcalibrationEEACC：7220doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．03．015多惯组冗余系统安装误差的空中标定技术术张金亮，秦永元，吴枫(西：ILI业大学自动化学院，西安710129)摘要：以多组平行安装的捷联惯导构成的冗余系统为研究对象，提出了一种GPS辅助条件下惯导间安装误差的空中标定算法。该算法以其中一套惯导系统为安装基准，与GPS伪距、伪距率信息深组合后的导航结果为真实参考信

6、息，标定前利用飞机机动提高基准惯导的姿态精度，标定开始时刻将基准惯导的导航信息装订给待标定惯导作为导航初值并进行姿态更新，利用待标定惯导的导航误差模型建立卡尔曼滤波器，量测量取为组合姿态与待标定惯导姿态的姿态误差，通过姿态匹配的方式对两套惯组之间安装误差进行标定。仿真结果显示，该方法不需要飞机做精确的角机动，只利用简单的摇翼和盘旋机动就可以对安装误差进行精确标定，且标定精度可达到角秒级水平。关键词：多惯导；GPS；冗余系统；深组合；安装误差；空中标定中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)03—0367—05以捷联惯

7、导为主系统的多系统组合导航可有效以系统级冗余配置为主，国外100多条国际航线上提高导航精度和可靠性，成为目前航空领域最为理使用的民用惯导系统LTN251，采用两套惯导系统来想的导航方案¨J。随着我国航空技术的发展尤其提高惯导系统的可靠性，波音公司的757／767采用是大型运输机和客机等项目的研发，对惯导系统可了三套惯组平行安装的方式构成冗余系统。靠性的提出了更高要求。在现有工业水平条件下，采用多惯导冗余配置的一个主要问题是多套提高惯导系统可靠性多采用冗余设计方案——在一惯导在首次或再次安装到飞机上时相互之间存在套惯导中冗余配置多个惯性测量元件或者安装多套

8、安装误差J，会使得各惯组量测到的比力和角速成熟的惯导系统，前者称为元件级冗余，后