捷联惯导系统误差系数动态标定方法探究.pdf

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1、2011年第30卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)79捷联惯导系统误差系数动态标定方法探究李东亮，王雪梅，王涛(第二炮兵工程学院。陕西西安710025)摘要：随着工作时间的推移，捷联惯性导航系统中的惯性器件测量精度会因为误差参数发生变化而降低，误差逐渐被积累，进而降低系统导航精度。针对此问题，提出了一种基于GPS速度、位置信息的捷联惯导系统惯性测量装置输出误差系数动态标定的方法。首先采用Sage-Husa自适应滤波实现组合导航状态最优估计，然后引入迭代最小二乘法，利用导航误

2、差对系统惯性器件的误差系数进行标定。经计算机仿真验证，该方法可以实现在运动中对系统误差系数进行标定，进而提高捷联式惯性导航系统的导航精度。关键词：捷联惯导系统；误差系数标定；误差补偿中图分类号：V666．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)05-0079--04StudyofdynamiccalibrationmethodforSINS’SerrorparametersLIDong-liang，WANGXue—mei，WANGTao(TheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an

3、710025，China)Abstract：Theerrorparameterofinertiainstrumentininertiameasurementdevicemaychangewithworkingtime，whichcausethemeasurementprecisioniSdecreasedandtheerorofSINSiSaccumulated．Accordingtothis．inordertoimprovenavigationprecisionofSINS，adynamicalcalibrationmethodbas

4、edonGPS’Svelocityandpositioninformationforerrorparametersisputforward．Sage—husaadaptiveKalmanfilterisusedtogetthebestnavigationstate，andthen，thisstateisusedtocalibratetheerrorparametersofinertialmeasurementdevice．Thesimulationindicatesthattheerrorcalibrationcancalibratet

5、heerrorandimprovetheprecisionoftheinertialnavigationsystem．Keywords：SINS；errorparametercalibration；erorcompensation0引言误差系数标定。捷联惯性导航系统以其特有的优良特性广泛的应用于目前，虽然GPS具有精确制导能力，但由于大气电离航空、航天、军事等领域，其惯性器件(加速度计和陀螺仪)情况、空气折射以及美国军方人为的误差干扰，GPS只能作的误差在很大程度上直接影响了导航系统的可达精度，故为辅助导航设备。INS／GPS是最先进的

6、全天候自主式制导制造商必须在出厂前完成对惯性器件校准以满足精度要技术，有广泛的应用前景。它不但制导精确度高，且具有全求。并且在载体起飞前还利用静态标定的方法对其误差进天候工作能力。鉴于此，本文提出了一种利用GPS导航信行标定，以消除由于种种原因引起的惯性器件的误差参数息，采用软件的方法对载体惯性器件误差参数进行标定，对捷联惯导系统的输出误差进行补偿，以实现精确深组合导变化⋯。然而，随着载体起飞后捷联惯组工作时间的推航。移，惯性器件工作环境发生变化使其输出误差参数发生改1误差参数标定的思想变，从而使得捷联惯性导航系统的导航精度降低。因此，

7、需首先，利用GPS与捷联式惯性导航系统的输出信息，要在载体运动过程中对其进行误差补偿常用的误差参数采用Sage—Husa自适应Kalman滤波算法实现GPS／SINS组标定方法大都利用转台在地面进行，通过不同的位置编排合导航；其次，对加速度计和陀螺仪的输出信息进行分析，实现对惯性器件误差系数的精确标定；文献[7]提出并在此分析的基础上建立其输出误差模型；然后，以惯性器了一种采用不同的运动激励方式的标定方案。而对于正在件输出误差系数为状态变量建立状态方程，将组合导航得飞行的飞行器而言，无法采用这些方法实现自身惯性器件到的最优导航误差信息做

8、捷联力学编排反变换，得到实际收稿日期：2010-09-2080传感器与微系统第3O卷输出与真实输出之间的误差，并以此作为的观测量，建立观=警=一(一32)；F~5Og．=测方程；其次，利用迭代最小二乘的方法