基于双轴旋转惯导的舰船航向误差动态评估方法
发布时间：2021-04-10 01:53
针对无外界参考航向信息情况下的舰船航向误差实时动态评估问题,提出一种基于双轴旋转惯导的动态评估方法。通过对比分析引起双轴旋转惯导航向误差和纬度误差的传播规律,建立了双轴旋转惯导纬度误差和航向误差之间的关联性模型。根据二者之间的关联性模型,在可获取外部参考位置信息的条件下,利用双轴旋转惯导纬度误差对航向误差进行实时动态估计与补偿,实现了基于双轴旋转惯导的舰船航向误差动态评估。仿真结果验证了所提出的基于双轴旋转惯导的舰船航向误差动态评估方法有效性:通过对双轴旋转惯导航向误差进行估计与补偿,双轴旋转惯导航向误差最大值约为0.28’,标准差约为0.0808’,满足高精度舰船惯性导航系统航向精度的动态评估需求。
【文章来源】：中国惯性技术学报. 2020,28(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
综合误差引起的纬度误差与航向误差曲线
-554-中国惯性技术学报第28卷[0.8,0.8,2.0]；初始航向为90，初始经度、纬度分别为122E和36N。双轴旋转惯导一直工作在水平阻尼状态，仿真时间为25天。4.1仿真结果与分析在水平阻尼状态，综合误差引起的双轴旋转惯导纬度误差和航向误差如图1所示，初始姿态误差引起的双轴旋转惯导纬度误差和航向误差如图2所示。图1综合误差引起的纬度误差与航向误差曲线Fig.1Thecurveoflatitudeerrorandheadingerrorcausedbycomprehensiveerror图2初始姿态误差引起的纬度误差与航向误差曲线Fig.2Thecurveoflatitudeerrorandheadingerrorcausedbyinitialattitudeerror在图1和图2中，实线表示双轴旋转惯导纬度误差，虚线表示双轴旋转惯导航向误差。根据图1，在水平阻尼状态，综合误差引起的纬度误差和航向误差均主要呈现地球周期振荡性特点，同时，在不同时间段内，纬度误差和航向误差的变化范围不同，如在0至10天时间段内，纬度误差变化范围约为1.3,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7，在10天至20天时间段内，纬度误差变化范围约为1.6,1.5，航向误差变化范围约为1.9,1.9，在20天至25天时间段内，纬度误差变化范围约为1.3,1.3，航向误差变化范围约为1.5,1.5，且在不同时间段内，纬度误差和航向误差的误差均值都近似为0。根据图2，仅考虑初始姿态误差的影响，双轴旋转惯导纬度误差和航向误差均呈现等振幅地球周期振荡性特点，纬度误差变化范围约为1.4,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7。为反映利用纬度误差实现对航向误差动态估计的效果，可选择在双轴旋转惯导系统工作24小时后，利
3,1.3，航向误差变化范围约为1.5,1.5，且在不同时间段内，纬度误差和航向误差的误差均值都近似为0。根据图2，仅考虑初始姿态误差的影响，双轴旋转惯导纬度误差和航向误差均呈现等振幅地球周期振荡性特点，纬度误差变化范围约为1.4,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7。为反映利用纬度误差实现对航向误差动态估计的效果，可选择在双轴旋转惯导系统工作24小时后，利用不同时刻对应的纬度误差可对航向误差进行实时动态估计，在综合误差作用下的动态估计结果如图3所示，在初始姿态误差作用下的动态估计结果如图4所示。在图3和图4中，点虚线为根据双轴旋转惯导纬度误差和航向误差之间的关联性，利用纬度误差估计的航向误差曲线，实线为惯导实际输出的航向误差曲线。图3综合误差作用下的双轴旋转惯导航向误差曲线Fig.3ThecurveofheadingerrorofTRSINScausedbycomprehensiveerror图4初始姿态误差作用下的双轴旋转惯导航向误差曲线Fig.4ThecurveofheadingerrorofTRSINScausedbyinitialattitudeerror根据图3和图4，无论在综合误差的作用下，还是仅考虑初始姿态误差的影响，利用双轴旋转惯导纬度误差估计出的航向误差曲线与实际航向误差曲线在振荡周期、振幅和相位等方面都基本保持一致，从而验证了双轴旋转惯导纬度误差和航向误差之间关联性分析的正确性，同时也验证了利用纬度误差对航向误差进行实时动态估计可行性。利用双轴旋转惯导纬度误差对航向误差进行实时动态估计，并利用估计的航向误差对双轴旋转惯导实际航向误差进行补偿，如图(5)所示。在图5中，点虚线为综合误差作用下，补偿后的双轴旋转惯导航向误差曲线，粗实线为仅考虑初始姿态误差作用下，补偿后
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴旋转对惯导系统误差特性的影响[J]. 于旭东,王宇,张鹏飞,汤建勋,龙兴武. 中国惯性技术学报. 2008(06)
本文编号：3128721
【文章来源】：中国惯性技术学报. 2020,28(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
综合误差引起的纬度误差与航向误差曲线
-554-中国惯性技术学报第28卷[0.8,0.8,2.0]；初始航向为90，初始经度、纬度分别为122E和36N。双轴旋转惯导一直工作在水平阻尼状态，仿真时间为25天。4.1仿真结果与分析在水平阻尼状态，综合误差引起的双轴旋转惯导纬度误差和航向误差如图1所示，初始姿态误差引起的双轴旋转惯导纬度误差和航向误差如图2所示。图1综合误差引起的纬度误差与航向误差曲线Fig.1Thecurveoflatitudeerrorandheadingerrorcausedbycomprehensiveerror图2初始姿态误差引起的纬度误差与航向误差曲线Fig.2Thecurveoflatitudeerrorandheadingerrorcausedbyinitialattitudeerror在图1和图2中，实线表示双轴旋转惯导纬度误差，虚线表示双轴旋转惯导航向误差。根据图1，在水平阻尼状态，综合误差引起的纬度误差和航向误差均主要呈现地球周期振荡性特点，同时，在不同时间段内，纬度误差和航向误差的变化范围不同，如在0至10天时间段内，纬度误差变化范围约为1.3,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7，在10天至20天时间段内，纬度误差变化范围约为1.6,1.5，航向误差变化范围约为1.9,1.9，在20天至25天时间段内，纬度误差变化范围约为1.3,1.3，航向误差变化范围约为1.5,1.5，且在不同时间段内，纬度误差和航向误差的误差均值都近似为0。根据图2，仅考虑初始姿态误差的影响，双轴旋转惯导纬度误差和航向误差均呈现等振幅地球周期振荡性特点，纬度误差变化范围约为1.4,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7。为反映利用纬度误差实现对航向误差动态估计的效果，可选择在双轴旋转惯导系统工作24小时后，利
3,1.3，航向误差变化范围约为1.5,1.5，且在不同时间段内，纬度误差和航向误差的误差均值都近似为0。根据图2，仅考虑初始姿态误差的影响，双轴旋转惯导纬度误差和航向误差均呈现等振幅地球周期振荡性特点，纬度误差变化范围约为1.4,1.4，航向误差变化范围约为1.7,1.7。为反映利用纬度误差实现对航向误差动态估计的效果，可选择在双轴旋转惯导系统工作24小时后，利用不同时刻对应的纬度误差可对航向误差进行实时动态估计，在综合误差作用下的动态估计结果如图3所示，在初始姿态误差作用下的动态估计结果如图4所示。在图3和图4中，点虚线为根据双轴旋转惯导纬度误差和航向误差之间的关联性，利用纬度误差估计的航向误差曲线，实线为惯导实际输出的航向误差曲线。图3综合误差作用下的双轴旋转惯导航向误差曲线Fig.3ThecurveofheadingerrorofTRSINScausedbycomprehensiveerror图4初始姿态误差作用下的双轴旋转惯导航向误差曲线Fig.4ThecurveofheadingerrorofTRSINScausedbyinitialattitudeerror根据图3和图4，无论在综合误差的作用下，还是仅考虑初始姿态误差的影响，利用双轴旋转惯导纬度误差估计出的航向误差曲线与实际航向误差曲线在振荡周期、振幅和相位等方面都基本保持一致，从而验证了双轴旋转惯导纬度误差和航向误差之间关联性分析的正确性，同时也验证了利用纬度误差对航向误差进行实时动态估计可行性。利用双轴旋转惯导纬度误差对航向误差进行实时动态估计，并利用估计的航向误差对双轴旋转惯导实际航向误差进行补偿，如图(5)所示。在图5中，点虚线为综合误差作用下，补偿后的双轴旋转惯导航向误差曲线，粗实线为仅考虑初始姿态误差作用下，补偿后
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴旋转对惯导系统误差特性的影响[J]. 于旭东,王宇,张鹏飞,汤建勋,龙兴武. 中国惯性技术学报. 2008(06)
本文编号：3128721
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