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激光捷联惯导动态精度提升技术综述

2021-02-18李成麟雷旭亮陆煜明陶彧敏

导航与控制 2021年6期
关键词:振动

李成麟,雷旭亮,陆煜明,陶彧敏

(1.北京航天时代激光导航技术有限责任公司,北京 100094;2.北京航天控制仪器研究所,北京 100039)

0 引言

惯导作为一种全时空、全方位敏感载体姿态、速度、位置的精密仪器,其工作环境往往十分恶劣。以各类战略战术导弹为例,其振动可来自于冲压喷气发动机或固体火箭发动机不稳定燃烧振动、空气附面层涡流引发的导弹蒙皮结构振动、过载与超高速飞行时翼面与操纵面的流动分离涡流引发的振动,其频带跨度为0Hz~2000Hz,振动强度大、随机性高。过载段加速度则常在10g量级,最高可至30g量级。

激光捷联惯导的动态误差源主要包括:

1)惯性器件动态误差:在高动态环境下,惯性器件内部结构的复杂变化将导致其产生动态误差,如激光陀螺谐振腔扭转、加速度计摆片偏移工作位置等造成的零偏误差、标度因数误差、非线性误差等。激光陀螺为全固态光学陀螺,本身具有较好的动态性能,其动态误差主要来源于大过载与大角加速度环境的抖动轴弯曲所导致的敏感轴偏移,0.4″的偏角可显著产生 0.232(°)/h 的等效零偏[1];大过载下对加速度计二阶项的10-7(g/g2)的标定误差在10g过载下可产生10-5g的等效零偏,两者对于高精度惯导的影响显著。

2)惯 性 测 量 单 元 (Inertial Measurement Unit,IMU)结构形变误差:陀螺仪与加速度计通过螺钉固联在本体支架上,其在高动态环境下发生位移,且本体支架本身也会受力变形,从而造成安装误差以及加速度计杆臂的变形,工程上通过结构模态设计、精密加工装配和减振来控制该项误差,机械结构变化带来的误差相比惯性器件本身的误差较小。……

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