激光捷联惯导系统高阶误差模型的建立与分析

针对弹道导弹、火箭的工作环境存在剧烈振动的情况,研究了激光陀螺捷联惯导系统在线振动环境下的误差传播特性,指出加速度计二次项误差对导航精度有重大影响,建立了包括加速度计二次项误差的31阶误差模型。为了评价该模型的准确性,设计了静态和线振动仿真实验,将其与不考虑二次项误差的28阶误差模型进行了比较。仿真结果表明:静态时,两种模型准确度相当;当系统工作环境存在线振动时,建立的31阶误差模型比28阶误差模型准确度提高约5倍。

激光捷联惯导高阶误差模型参数系统级辨识

为改善高动态环境下激光捷联惯导系统的导航精度,建立了包含加速度计二次误差项和尺寸效应误差项的高阶误差模型,设计了合理的误差激励路径,以导航速度误差为观测量,利用系统级辨识方法对转台实测数据进行辨识,并对比了常规误差模型与高阶误差模型的补偿效果:在900 s动态导航过程中,东向速度误差由原来的15 m/s降低至3 m/s,北向速度误差由原来的10 m/s降低至2 m/s,结果表明基于系统级辨识的高阶误差模型可有效提高系统导航精度。

航空遥感运动补偿用POS高阶误差模型的建立与分析

位置姿态系统(position and orientation system,POS)作为航空遥感中运动补偿的通用载荷,其精度直接影响成像质量。为提高POS的定位定姿精度,在15维传统误差模型的基础上考虑了陀螺和加速度计的刻度因子误差和安装误差的标定残差对POS精度的影响,并使用随机常值、一阶马尔科夫过程表示陀螺随机漂移和加速度计随机偏置,建立了一个39维的高阶误差模型。为了评价该模型的准确性和实用性,将其与其他的误差模型比较,进行了POS与相机的联合飞行实验。实验结果表明,基于39维高阶误差模型的POS精度较其他的误差模型有明显提高。

随钻用光纤陀螺惯导系统振动误差建模与辨识

随钻振动工作环境下,针对惯导系统传统的线性器件误差模型不能适用于线振动工作环境的问题,提出了适用于振动条件下的高阶器件误差模型。通过分析二次项误差在静止与振动状态下的误差传播特性,得出加速度计二次项误差为线振动中主要误差项,建立包含加速度计二次项误差的36阶Kalman滤波器。与传统33阶误差模型相比,36阶误差模型可以有效分离和辨识器件误差。最后,在线振动状态下进行导航验证。结果表明,补偿了二次项误差之后的导航误差得到了大幅优化,速度误差由50m/s减小至2.2m/s,位置误差由90000m减小至2000m,姿态误差由0.7°减小至0.01°。