一种基于单轴正反旋转的惯性器件误差估计

发布时间：2019-06-18 12:58

【摘要】：为了提高捷联惯导导航精度,构建一种Kalman滤波模型来估计陀螺常值漂移和加速度计零偏。首先分析了载体作单轴正、反旋转运动时,捷联惯导的系统误差特性,然后以正、反旋转两过程中的姿态误差和速度误差为状态变量,以两过程中同一位置处的姿态误差差值和速度误差和值为观测变量,构建了一种Kalman滤波模型,来估计惯性器件常值误差;经可观测性分析,该模型是可观测的。仿真实验中,对于3个陀螺漂移均为0.1(°)/h、加速度计零偏均为9.78×10~(-3 )m/s~2的捷联惯导,陀螺漂移估计精度达到0.01(°)/h,水平方向加速计零偏估计误差均小于0.4×10~(-3 )m/s~2,实验证明该方案可行。
[Abstract]:In order to improve the navigation precision of the strapdown inertial navigation system, a Kalman filter model is constructed to estimate the drift of the gyro constant and the zero deviation of the accelerometer. Firstly, the system error characteristic of the strapdown inertial navigation system is analyzed, and then the attitude error and the velocity error in the positive and reverse rotation processes are the state variables, and the attitude error difference value and the velocity error and the value at the same position in the two processes are observed variables, In this paper, a Kalman filter model is constructed to estimate the constant-value error of the inertial device, and the model is observable by the observability analysis. in the simulation experiment, for the strapdown inertial navigation with the three gyro drift of 0.1 (deg.)/ h, the zero deviation of the accelerometer is 9.78-10-(-3) m/ s-2, the accuracy of the gyro drift estimation reaches 0.01 (deg.)/ h, and the error of the zero-deviation estimation in the horizontal direction is less than 0.4-10-(-3) m/ s-2, The experiment proves that the scheme is feasible.
【作者单位】： 河南理工大学电气工程与自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(U1404510,41672363,61440007) 河南省高校基本科研业务费专项资金(NSFRF1619) 河南科技攻关项目(172102210289) 河南理工大学杰出青年基金资助项目(J2017-5)
【分类号】：TN96

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本文编号：2501509