捷联惯导系统尺寸效应误差及其补偿算法

在捷联惯导系统中,陀螺和加速度计直接感测载体的角运动、线运动和干扰运动,由于载体角运动的影响,当三个加速度计测量质心与载体质心不重合时,将引起加速度计的测量误差(即尺寸效应误差)。对于中高精度的捷联惯导系统,当载体处于高动态情况下,尺寸效应误差已不能忽略,需要对其进行误差补偿。首先对加速度计组件在一般安装关系下的尺寸效应误差模型进行推导,然后提出一种新的利用陀螺输出角度增量信息和尺寸效应参数来计算加速度计尺寸效应误差的积分表达式,将其从加速度计输出速度增量中去除,即可完成尺寸效应误差补偿。最后通过仿真证明,新补偿算法产生的导航系统定位误差的舒拉周期振荡幅值明显减小,定位精度比补偿前提高了5-6倍左右。

捷联惯导系统尺寸效应分析与补偿

尺寸效应误差是捷联惯导系统一个重要误差源。从理论上分析了尺寸效应误差的产生机理和对系统精度的影响。在此基础之上,采用多项式拟合法推导出了尺寸效应误差双子样补偿算法,并且根据尺寸效应误差的产生原因和规律,提出了尺寸效应误差参数速率标定方法。理论分析和实验结果表明,尺寸效应误差是系统在角运动条件下由于系统本身物理结构所形成的固有误差,在对其进行补偿时应当采取硬件设计和软件算法补偿相结合的方式;采用双子样补偿算法对加速度测量进行尺寸效应误差补偿,补偿前加速度测量误差最大可达0.06g,而补偿后小于1×10-4g,水平定位误差也降低10%左右。