丛 琳，赵 忠，杨小步

CONG Lin,ZHAO Zhong,YANG Xiaobu

西北工业大学 自动化学院，西安 710129

School of Automation,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710129,China

1 引言

捷联惯导系统的误差随时间积累，在要求持续工作几十个小时以上的长航时惯性导航系统中这一特性表现得尤为突出。一些在短航时内忽略掉的惯导误差源随着高精度惯性器件的发展和工作时间的延长而引起惯导系统较大的误差，并成为主要的误差源，重力扰动就是其中一项[1-5]。在传统导航解算时通常采用正常重力作为重力有害加速度的补偿，在惯性器件精度不高的情况下，重力扰动的影响可以忽略[6-7]。但随着高精度惯导系统的发展，惯性元件陀螺和加速度计自身的精度得到了极大的提高，在长时间航行的高精度惯性导航系统中由重力扰动导致的惯导误差已经成为了惯性系统中最主要的误差源[8]，必须要进行重力扰动补偿。Vanderwerf等[9]分析了在重力扰动很大的航线上其对惯导的影响，但仅验证了速度误差的影响；尧颖婷等[10]验证了重力扰动的水平分量对捷联惯导误差的影响，但并没有对重力扰动进行补偿；李胜全等[11]仿真分析重力扰动矢量补偿对惯导精度的提高效果，但假设重力异常与垂线偏差为均匀分布，且补偿后的重力扰动为常值，这个假设条件太过理想。本文从导航解算的角度出发，分析长航时捷联惯导系统误差受重力扰动的影响，在此基础上对重力扰动进行非均匀B样条建模并对导航解算过程进行补偿，仿真结果表明了非均匀B样条建模的正确性以及重力扰动补偿的有效性。……