基于某种无陀螺惯性测量单元的安装误差补偿*
2012-12-10赵国荣徐珂文
弹箭与制导学报 2012年6期
关键词:方向
刘 涛,赵国荣,徐珂文
(海军航空工程学院,山东烟台 264001)
0 引言
无陀螺捷联惯导系统(gyroscope free strap-down inertial navigation system)是仅利用线加速度计来完成惯性测量与导航任务的导航系统,避免了使用工艺复杂的陀螺仪,具有低成本、低功耗、长寿命和高可靠性等优点,特别适用于大动态范围、导航时间短的载体。系统的运动解算全部来源于加速度计的输出,理论分析和试验表明,加速度计的安装误差对系统精度的影响十分显著,不容忽视[1-4]。文中针对一种具有代表性的九加速度计配置方案,分析了加速度计的安装误差,研究了实验标定方法和误差的补偿方案,并通过仿真验证了其有效性。
1 加速度计输出模型
由加速度计的比力方程:

得到加速度计位置的3个轴向比力向量fb为:

其中:

设加速度计的敏感方向为θ,则加速度计的输出为:

2 配置方案及角速度解算方法
图1为一种具有一定代表性的九加速度计配置方案,其加速度计的位置矩阵和方向矩阵分别为:

其中,l为非原点处加速度计到原点的距离,由式(1)得到加速度计输出方程为:

文献[5-6]分别运用开方法、辅助算法、Kalman滤波和智能加权算法进行角速度的解算,其中智能加权算法的解算精度最高。但在解算过程中都未考虑加速度计的安装误差,而将加速度计安装在载体上,不可避免的存在安装误差,包括位置误差和方向误差,特别是本方案中需要将多个加速度计安装在同一个理论点上。
3 安装方向误差分析及标定
方向误差……
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