构造等效反向旋转惯导及误差补偿

发布时间：2021-04-13 02:19

　　为消除捷联惯导姿态误差,提出一种等效反向旋转惯导方案及误差补偿方法。首先建立一个在初始时刻与载体坐标系重合且绕导航坐标系的旋转矢量始终与载体坐标系绕导航坐标系的旋转矢量大小相等、方向相反的坐标系;然后利用陀螺仪和加速度计测量数据计算该坐标系姿态,分析产生的姿态误差,并与载体坐标系的姿态误差作对比;最后,在载体小角度晃动以及做单轴正反往复旋转运动时,该坐标系和载体坐标系的姿态误差正好大小相等、符号相反,根据两坐标系姿态矩阵间的转换关系,估计出载体的姿态误差。在2 h静基座仿真实验中能够准确地估计出姿态误差,进行补偿后的3个姿态误差均减小了80%以上;通过转台实验估计出姿态误差的变化趋势,补偿后的3个姿态误差均减小了72%以上。两组试验证明该方案是有效可行的。 

【文章来源】：控制工程. 2020,27(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

系统姿态误差(c)天向姿态误差(c)Verticalattitudeerror

·996·控制工程第27卷(c)天向姿态误差(c)Verticalattitudeerror图2载体回到初始位置时的姿态误差Fig.2Attitudeerrorwhenthecarrierreturnstoitsinitialposition图2中，a、b、c这3个图为3个轴向的姿态误差曲线图，其中，实线上的点为实际姿态误差，虚线上的点为采用本文方案估计出来的姿态误差，可以看出：在转台正反往复旋转的过程中，用本文方案估计出的姿态误差与实际姿态误差有偏差，但仍能够估计出实际姿态误差的变化趋势。在转台最后一次回到初始位置时，惯导实际姿态误差为：0.2030.2390––.409姿态误差估计值为：0.1850.3060––.355姿态矩阵用姿态误差估计值修正后，姿态误差为0.020–0.0680––.055结果显示，补偿后的3个姿态角，其姿态误差都减小了72%以上。由实验1和实验2的实验结果可以看出，本文所提出的方案，在静基座条件下效果很好，在转台实验中效果略差，是因为本方案主要考虑的是常值漂移引起的误差，而忽略了其他器件误差的影响。6结论文中构建了一个与载体坐标系旋转方向相反的坐标系，并利用陀螺仪和加速度计测得的数据计算该坐标系和载体坐标系姿态，通过分析该坐标系与载体坐标系的姿态以及姿态误差间的关系，提出了在载体做小角度晃动和正反往复旋转运动时，对载体姿态误差的估计方法，通过实验验证，证明了在静基座仿真条件下，几乎可以完全准确地估计出姿态误差。而转台实验的效果略差，但仍可以估计出姿态误差的变化趋势。本文所提出的方案不需要硬件，可直接在算法上实现，可行性较高。参考文献(References)[1]全振中,石志勇,王毅.捷联惯

【参考文献】：
期刊论文
[1]捷联惯导在线标定技术[J]. 全振中,石志勇,王毅.  现代电子技术. 2012(09)
[2]基于单轴旋转的捷联系统误差特性分析[J]. 孙伟,孙枫.  弹箭与制导学报. 2011(05)

博士论文
[1]惯性导航辅助的无缝定位改进模型研究[D]. 谭兴龙.中国矿业大学 2014



本文编号：3134428