高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法

2023-06-02 00:20:46 1

高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法
【專利摘要】本發明公開了一種高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，屬於慣性導航慣性傳感器誤差標定【技術領域】。該方法包括以下步驟：首先建立加速度計在高超聲速飛行器動態飛行過程中的杆臂效應誤差模型；在傳統的加速度計隨機誤差模型的基礎上，將杆臂長度擴展為卡爾曼濾波器系統狀態變量，建立包含杆臂效應誤差在內的濾波狀態方程和位置、速度線性量測方程；最後在高超聲速飛行器動態飛行過程中對杆臂效應誤差進行實時動態標定與校正。本方法能夠在飛行器高動態飛行過程中實現對慣性導航系統中杆臂效應誤差的在線標定及校正，有效提高高超聲速飛行器慣性導航系統性能，適合於工程應用。
【專利說明】高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法
[0001]【技術領域】
本發明公開了一種高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，屬於慣性導航慣性傳感器誤差標定【技術領域】。
[0002]【背景技術】
近年來，隨著高超聲速飛行器的研製，對導航系統性能的要求日益提高。慣性導航系統具有短時精度高、輸出連續以及完全自主等突出優點，必是高超聲速飛行器的核心導航信息單元。
[0003]慣性傳感器(MU-陀螺儀和加速度計)的測量誤差是影響慣性導航系統精度的主要因素。一般MU的質心應該與飛行器質心重合，而由於飛行器飛行過程中的高頻振動、以及飛行器分離時的衝擊等環境影響將引起IMU的質心與飛行器質心不重合，如果飛行器存在角運動則會造成加速度計輸出產生杆臂效應誤差。在飛行器動態飛行過程中，如果杆臂效應誤差不能得到補償將極有可能影響導航系統精度，從而難以滿足高超聲速飛行器對導航系統的高精度需求。
[0004]傳統的對於杆臂效應誤差的標定和補償研究多在傳遞對準系統誤差補償中，利用主慣導的測量輸出實現對子慣導的補償校正。常規的關於杆臂效應誤差的補償方法通常有力學補償法和數字濾波法，力學補償法的前提是杆臂長度已知，計算出杆臂效應誤差從而實現對其補償。數字濾波法的前提是杆臂效應誤差和加速度計輸出信號之間的頻率特性已知，從而利用濾波的方法實現對杆臂效應誤差的補償。而在高超聲速飛行器高動態飛行過程中，複雜飛行環境的 影響有可能導致常規的對杆臂效應誤差的補償方法難以適用。
[0005]
【發明內容】

本發明提出了一種高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，以滿足高超聲速飛行器動態飛行過程中對導航系統的高精度要求。
[0006]本發明為解決上其技術問題採用如下技術方案，
一種高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，包括如下步驟:
步驟一、建立動態標定杆臂效應誤差模型:
杆臂效應引起的加速度計誤差模型表示為:
【權利要求】
1.一種高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一、建立動態標定杆臂效應誤差模型: 杆臂效應引起的加速度計誤差模型表示為:
2.如權利要求1所述的高動態環境下慣性導航系統杆臂效應誤差在線標定方法，其特徵在於，步驟三中所述對杆臂效應誤差的標定與補償，其具體步驟為: (301)將濾波器狀態方程和量測方程離散化處理:
【文檔編號】G01C25/00GK104019828SQ201410196239
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】王潔, 熊智, 彭惠, 孫永榮, 許建新, 邢麗, 趙慧, 柏青青, 潘加亮, 程嬌嬌, 林愛軍, 王融, 孔雪博, 施麗娟 申請人:南京航空航天大學