程建华，董金鲁，陈岱岱

(哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001)

0 引 言

余度技术是现代容错技术用于提高惯性导航系统可靠性最常采用的技术之一［1～3］。系统级冗余和器件级冗余是最常用的余度技术［4，5］，在过去的几十年里，系统级冗余有许多成功的应用案例，例如:前苏联的东方号、联盟号飞船就采用两套冗余惯导系统，一套为安装于一级仪器舱的平台式惯导系统，另一套为安装于二级仪器舱的捷联式惯导系统［6］，但其体积、重量随着冗余数量的增加而成倍增加。对于捷联式惯导系统，可使用器件级余度技术，即通过增加惯性测量元件(陀螺仪或加速度计)的个数进行冗余配置来实现余度技术，从而达到提高系统可靠性和容错能力的目的。例如:美国Honeywell 公司基于正十二面体结构，设计了基于6 个激光陀螺构成的冗余式惯导系统，大幅提升了系统的可靠性，并应用于波音777 飞机［7］。美国航天局将4 个呈锥形安装的陀螺仪应用于EOS—AQUA 卫星［8］。国内，第三代航天器的核心部件也采用了多余度的设计方案。

对于舰船惯导系统，由于惯性器件自身体积较大，单纯通过增加惯性器件数目虽然能提高系统可靠性，但同时也大大增加了惯导系统的体积、重量等。因此，研究惯性器件较少情况下的可靠性提升方法，对于舰船捷联式惯导系统，具有重要的实际意义。

基于此，本文针对四陀螺配置的冗余式捷联惯导系统方案，在分析和验证冗余优化准则性能的基础上，设计了一种基于对称式配置方案的冗余式捷联惯导系统方案，并通过可靠性和精度分析，对方案的有效性进行验证。……