李成刚，谢志红，尤晶晶，夏玉辉，魏学东

新型无陀螺捷联惯导系统导航方案设计及建模

李成刚1，谢志红1，尤晶晶2，夏玉辉1，魏学东3

（1. 南京航空航天大学 机电学院，南京 210016；2. 南京林业大学 机械电子工程学院，南京 210037；3. 中航工业自控所 惯性技术航空科技重点实验室，西安 710065）

针对传统无陀螺捷联惯导系统角速度求解复杂，解算效率低，惯性元件安装精度要求高等问题，提出一种新型的无陀螺捷联惯导导航方案，将8-UPS型并联式六维加速度传感器作为其惯性元件，直接测量出运载体的六维绝对加速度。基于矢量力学理论，推导了其惯导基本方程；通过数值积分运算来提取载体的线运动参量；运用空间几何理论建立姿态方程，实时更新捷联矩阵以获取载体的角运动参量，从而完成了导航建模与解算。仿真结果表明该系统能满足航行体中精度实时导航的要求，是有效可行的。与同类导航相比，该系统具有结构紧凑、解算效率高、物理模型误差敏感性低等优势。

无陀螺捷联惯导；六维加速度传感器；导航解算；惯导基本方程；姿态更新

随着飞机、导弹、潜艇及机器人技术的现代化发展，捷联惯导技术成为其向快、准、稳方向发展的关键技术。无陀螺捷联惯导系统（gyro-free strapdown inertial navigation system，GFSINS）由于摒弃了结构复杂，维护困难的陀螺，因而具有结构简单、成本低廉、使用方便，可靠性高等特征，继而成为导航研究的新热点[1]。

目前国内外对传统GFSINS的研究主要集中于利用多个线加速度计的空间位置组合来代替陀螺测量载体的角运动参量[2]。……