激光陀螺捷联惯导系统动态误差测试与标定研究

摘要

捷联惯导系统是近年发展起来一种广泛应用于军事、民用领域的惯性导航系统，为提高捷联惯性导航系统的导航精度，国内外广泛展开了对捷联惯导系统的误差研究工作。惯性测量元件的误差是捷联惯导系统主要误差源。目前，对惯性器件的静态误差研究比较成熟，而对动态误差的研究相对较少。在静态误差标定方法的基础上，本文研究了激光陀螺捷联惯导系统的动态误差测试和标定方法。
　　在进行标定之前，本文给出了激光陀螺和挠性摆式加速度计的动态误差模型，重点研究了挠性摆式加速度计动态误差的产生机理，并给出了动态误差模型的建立过程。利用三轴转台的匀角速率功能，在转台内环轴产生交变的角速度和角加速度，激励出激光陀螺的动态误差，应用谐波分析的方法得到各次谐波的幅值，利用最小二乘法辨识陀螺动态误差系数，并对影响辨识精度的因素进行了分析。仿真结果表明，为提高辨识精度，应综合考虑转台转速与信息矩阵的可观性对辨识精度的影响。
　　对于挠性摆式加速度计动态误差的标定，首先建立了包括加速度计动态误差系数在内的系统方程和观测方程。以加速度计的动态误差作为状态，利用卡尔曼滤波的方法对状态进行估计。为激励出加速度计的动态误差，设计了转台的转动方案，并对各方案进行仿真，结果表明，增大转台给定的角加速度可以提高辨识精度，同时，辨识精度与转台各轴在最大角速度的持续时间有关，但呈现出非线性关系。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 激光陀螺捷联惯性组合综述

1.3 标定方法概述

1.4 激光陀螺捷联惯导系统中的误差

1.5 本文的主要研究内容

第2章 误差分析及其模型的建立

2.1 激光陀螺捷联惯性组合的误差模型概述

2.2 加速度计动态误差模型的建立

2.3 本章小结

第3章 激光陀螺动态误差系数标定

3.1 引言

3.2 捷联惯组在三轴转台上的安装

3.3 被测陀螺仪的输入量的计算

3.4 被测陀螺正交三轴角速率试验的速率选配

3.5 陀螺输出量的谐波分析

3.6 不同速率选配方案的仿真与分析

3.7 本章小结

第4章 加速度计动态误差标定方法

4.1 引言

4.2 卡尔曼滤波

4.3 应用卡尔曼滤波标定加速度计动态误差

4.4 本章小结

第5章 加速度计动态误差系数标定的路径设计

5.1 实验条件

5.2 转台路径设计

5.3 各路径辨识结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

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