汪徐胜,张瑞民,信 东,李 冰

摘 要:在研究高精度光纤陀螺时,尤其是在捷联惯性导航系统中,随机误差是光纤陀螺误差中不可忽视的部分,对光纤陀螺随机误差的补偿就显得非常必要。这里基于对光纤陀螺随机漂移建模的方法,首先采用ARIMA方法对光纤陀螺仪随机漂移进行建模;然后采用强跟踪卡尔曼滤波器进行滤波补偿,并利用实测数据进行了实验验证。实验结果证明,这种方法能够较好地补偿光纤陀螺的随机漂移。

关键词:光纤陀螺;捷联惯性导航系统;随机误差;卡尔曼滤波器;自适应滤波器

中图分类号:TP274文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)12-095-04

Research of Compensation Method for Stochastic Shifting of Fiber Optic Gyros

WANG Xusheng1,ZHANG Ruimin1,XIN Dong1,3,LI Bing2

(1.The Second Artillery Officer School,Qingzhou,262500,China;

2.The Second Artillery Officer Stationed in the Forth Space Flight Academe,Xi′an,710025,China;

3.The Second Artillery Engineering College,Xi′an,710025,China)

Abstract:When doing research in optical fiber gyros,especially in strapdown inertial navigation system,stochastic error is an assignable part of the errors of optical fiber gyros.It is very necessary to compensate stochastic error of optical fiber gyros.Basing on the first method,the article builds a model for the stochastic shifting,then adopts strong tracing Kalman filter to filter and compensate.At last,the methods are testified by experimental data.The results prove that the method is effective.

Keywords:optical fiber gyros;strapdown inertial navigation system;stochastic error;Kalman filter;self-adapting filter

0 引 言

在惯性技术中,通常将惯性敏感元件的误差模型分为静态误差模型、动态误差模型和随机误差模型三类[1,2]。静态误差模型和动态误差模型可以比较容易地用代数方程来表示,因此比较容易补偿。随机误差是指误差中随机变化的部分,要用统计规律描述,误差要通过滤波方法来减小。研究低精度光纤陀螺时,由于陀螺的随机漂移较大,严重影响了陀螺的测试精度,必须进行随机误差补偿。光纤陀螺应用于惯性导航中,由于工作时间比较长,积分结果将会对导弹造成不可容忍的误差。因此,对光纤陀螺的漂移进行补偿具有重要的意义。

人们对这一部分的研究也相对比较成熟[3-5],但在建立随机误差模型时,大都局限于采用简单的自回归模型,影响了误差模型的精度;同时,滤波大都采用普通kalman滤波方法,由于这种滤波方法的局限性(噪声模型必须准确已知),容易导致滤波的不稳定甚至发散,本文采用能够跟踪信号变化的强跟踪kalman滤波方法[6],有效地克服了这一问题。……