单轴旋转航位推算系统姿态误差补偿方法*
2021-08-07张延顺
火力与指挥控制 2021年7期
廉 璞,牟 东,青 泽,张延顺
(1.中国工程物理研究院电子工程研究所,四川 绵阳 621999;2.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京 100191)
0 引言
航位推算(Dead Reckoning DR)导航系统利用已知的航向、速度、时间等信息推算出新的航位,是一种自主导航定位系统[1-2]。与捷联惯导系统相比,DR 导航系统误差随时间累积变化较小[3],常与里程仪或多普勒测速仪(Doppler velocity log,DVL)组合用于地面车辆或水下运载体的导航定位中[4-7]。水下某运载体采用DVL/DR 组合导航方式,DVL 利用多普勒效应实现载体速度测量,DR 导航系统通过惯导解算的姿态角与测量速度进行航位推算,实现导航定位。姿态精度是影响定位精度的主要因素。而载体持续旋转会使姿态误差增大,进而引起导航系统定位误差[8]。因此,需要对载体航行过程中的姿态误差进行补偿,提高旋转航位推算导航系统的姿态角测量及解算精度。
针对旋转运载体的姿态角解算与误差补偿,文献[9]研究了旋转轴不正交误差对于水平方向上的姿态角影响,提出一种基于Kalman 滤波的水平姿态角误差修正方法。文献[10]提出通过BP 神经网络对误差建模,修正Kalman 滤波增益矩阵系数,提高旋转弹姿态测量的方法。学者们针对旋转载体提出基于磁强计测量的姿态角解算方法[11-12]。文献[11]充分利用传感器数据,实现了姿态更新与磁强计输出同步。文献[12]以地磁方位角为观测量,通过弹体绕质心动力学方程估计弹体俯仰角和偏航角。文献[13]把红外与地磁复合的姿态测量技术用于旋转弹的姿态获取,并对弹上红外与地磁测量误差补偿方法开展了研究工作。……
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