模值观测IMU零偏快速标定技术

分析针对外场试验对惯组零偏标定提出的时间短、精度高的要求,提出了一种基于模观测法的惯组零偏快速标定方法,通过分别构建惯组中三轴陀螺测量信息与地球自转角速度的模值方程和三轴加速度计测量信息与当地重力加速度的模值方程,以惯组3个敏感轴分别大致朝上三位置静态1 min测量信息构建零偏非线性方程组,通过遗传算法最小值寻优获得惯组的零偏标定结果。结果表明:整个惯组零偏标定仅需约3 min,而且不用借助转位机构,仅需让每个敏感轴大致朝上保持静态1 min,适用于外场惯组零偏快速标定;利用仿真和试验验证了所提出方法的有效性,计算值与参考值的偏差均比对应精度的惯组精度高一个数量级,即惯组零偏模标定计算结果与参考值相差在可容许的范围内;验证了所提出方法的正确性和有效性。

基于角增量和矢量模值观测的光纤陀螺温度漂移参数分段估计

光纤陀螺捷联惯导系统被广泛应用于航空、航天、航海及陆地车辆定位定向等领域,对光纤陀螺输出误差进行补偿是提高导航精度的有效手段。温度漂移和常值零偏是影响光纤陀螺精度的两个主要误差来源,对角增量输出式三轴光纤陀螺捷联惯导系统的陀螺温度漂移及常值零偏误差参数估计方法进行了研究。针对光纤陀螺的温度漂移,提出了一种基于角增量的分段最小二乘估计方法,根据不同温度区间的特征使用低阶模型即可进行误差建模,估计结果相比整体估计方法更加精确,同时推导了各个温度段参数的边界条件,保证了温度漂移模型在不同温变速率条件下的连续性。针对三轴陀螺输出中包含的常值零偏,提出了一种基于地球自转角速度矢量模值观测的方法,可在不依赖高精度转台等外部基准设备的条件下对光纤陀螺零偏进行估计,可适用于高纬度地区及极区环境下的外场标定。通过温箱静置升温实验,对光纤陀螺惯导系统三轴角增量陀螺进行了温度漂移和零偏的估计与补偿,验证了提出方法的有效性。

基于测量机器人的自动化观测数据修正建模研究

因受地球曲率、大气折光等因素影响,测量机器人(Georobot)三维监测系统存在测不准问题,这使得后续变形数据处理与分析受到极大的干扰。在后视基准点定期稳定检校的前提下,本文研究了一种基于测量机器人的自动化观测数据实时差分修正模型。工程实例分析表明,该模型可使得修正后的水平角与斜距精度分别达到0.5″和0.2mm,具备相当的工程实用价值。