马 昆，戴居峰，聂晓慧，胡 隽

(1.北京控制工程研究所，北京100094;2.北京轩宇空间科技有限公司，北京100190)

0 引言

使用微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)惯组作为敏感器是实现低成本、轻量化捷联惯导系统的主要方案。为解决MEMS陀螺和加速度计常漂大、重复性差、与载体安装误差难以标定的问题,需利用高精度主惯导信息通过传递对准实现对MEMS惯导误差的估计,从而提高导航精度。传递对准方法的评价准则为误差估计的收敛速度及准确度。

影响上述估计效果的主要因素为误差模型的构造、匹配量的选取、滤波算法的设计。误差模型中包含有惯导系统误差和惯性器件误差,其中系统误差主要来源于主子惯导的安装误差、挠性形变、高频震颤、臂杆效应；器件误差则大多考虑陀螺和加速度计的常漂、刻度系数非线性等因素[1]。匹配量的选择会影响传递对准的速度、精度和可观测性,常用的匹配量包括姿态、速度和位置。Kain等[2]首次使用了 “速度+姿态”的组合匹配量将估计收敛速度降为10s,而后国内外学者结合传递对准期间载体的机动特性,对多种组合匹配量的估计效果进行了研究,文献[3]对各种组合匹配量的优缺点及适用场景进行了总结。滤波算法设计方面,Baziw等[4-5]提出了最小二乘法,Schneider[6]则首次使用了Kalman滤波公式。目前,传递对准方法主要使用Kalman滤波算法对组合匹配量进行估计。

本文选取 “速度+姿态阵”进行Kalman滤波估计。为提高收敛速度,相较于传统传递对准方法,本文对误差模型进行了适当简化,只选择作为误差主要来源的陀螺、加速度计常漂及安装误差角进行估计,从而实现了误差估计的快速、准确收敛。……