阮 卫, 冯连鸣, 国琳娜, 王立文, 张秦南, 洪建英



捷联惯导外场条件下系统级标定技术仿真方法

阮 卫1,2, 冯连鸣1, 国琳娜1, 王立文1, 张秦南1, 洪建英1

(1. 中国船舶重工集团公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077; 2. 水下信息与控制国防重点实验室, 陕西 西安, 710077)

为解决实验室标定存在成本高, 工作量大的问题, 文中提出了一种外场条件下、免拆卸的系统级标定技术数值仿真方法, 通过Matlab构建轨迹发生器、惯性测量组合(IMU)模块、惯导解算模块以及滤波器模块, 编排多位置实验对IMU误差进行标定。仿真结果表明, 通过合理的位置设计, 能有效激励IMU误差, 从而对IMU误差进行标定。文中工作可为水下航行器导航定位研究提供参考。

水下航行器; 捷联惯导; 轨迹发生器; 系统级标定

0 引言

捷联惯性导航系统中, 惯性测量组合(inert- ial measurement unit, IMU)误差是影响导航精度的重要因素之一, 在IMU出厂前, 必须对惯性器件进行标定以满足精度要求[1]。然而, 由于种种原因, 随着时间的推移, 惯性测量组合中电子元器件的老化、所处各种环境的变化[2], 必然会引起惯性器件误差参数发生变化, 从而导致IMU指标超差(性能指标低于出厂指标), 无法满足对准和导航的精度要求。因此必须定期对IMU的误差进行标定。

传统实验室标定方法严重依赖高精度转台, 工作量大、成本高, 而且使用和维护不便。因此, 有必要研究IMU外场标定技术。近年来,国内外学者对此进行了相关研究, 高伟等[3]提出载体“S”型机动以及增加姿态信息为外部观测量等……