王鼎杰，吕汉峰，吴 杰

(国防科技大学 航天科学与工程学院， 湖南 长沙 410073)

基于微惯导随机误差时间序列建模的改进组合导航方法*

王鼎杰，吕汉峰，吴 杰

(国防科技大学 航天科学与工程学院， 湖南 长沙 410073)

针对低精度、低成本微机电惯性测量单元随机误差建模效果不理想会极大影响组合导航性能的难题，采用时间序列分析方法建立了微机电惯性测量单元随机误差的自回归滑动平均模型，通过对卡尔曼滤波器的状态变量进行增广，建立系统动力学方程和观测方程，实现对零偏误差的在线估计。实测数据分析验证了该随机误差建模的有效性。实测数据处理结果表明，该方法能够显著提高低成本微惯性解算外推精度，增强微惯性/卫星组合导航可靠性。

微机电系统；惯性测量单元；随机建模；自回归滑动平均；扩展卡尔曼滤波

不同于传统捷联惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System, SINS)，微机电(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)惯性测量单元(MEMS-based Inertial Measurement Unit, MIMU)是一种基于微机电技术，具有小体积、轻质量、粗放制作、快速启动、低成本、大批量、高可靠性等优点的航位递推系统，这些优势使得MIMU正广泛应用于智能交通、微纳卫星、小型无人机、自主机器人和智能弹药等领域的导航定位[1-2]。MIMU面临的主要困难在于其恶劣的输出稳定性、热敏感性和噪声特性，这些恶劣的特性严重地限制了MIMU在高精度、高可靠导航领域中的应用。然而，MIMU的性价比和广泛适用性优势值得人们思考并设计有效的方法来进一步提高其导航精度、扩展其应用领域。……