动态误差标定与补偿是提高捷联惯性导航系统精度的关键技术。对于高动态环境下中高精度应用需求,尺寸效应的标定与补偿、抑制动态误差的比力积分算法、导航参考坐标系选择和加速度计动态误差等是影响捷联惯导系统动态精度的重要因素。针对以上若干问题,论文主要进行了以下几方面的研究工作:1.提出一种捷联惯导系统尺寸效应标定补偿方法,先标定出捷联惯导系统中每个加速度计相对于三轴转台回转中心的杆臂参数,再基于尺寸效应误差最小原则,对载体坐标系原点位置进行优化,得出相应的尺寸效应参数。提出当各个加速度计敏感轴相交于一点时,以该点作为载体坐标系原点,相应的尺寸效应影响最小。对于零偏稳定性优于2×10 ?5g的加速度计,杆臂参数与尺寸效应参数标定重复性优于0.2mm。以实际激光陀螺捷联惯导系统进行试验验证,将载体坐标系原点置于三轴转台回转中心,以重力加速度g为基准验证标定补偿效果,为消除温度及逐次启动零偏变化影响,系统充分预热,一次通电标定补偿验证,转台匀速转动情况下,补偿后10min平均偏差小于2×10 ?6g。根据激光陀螺角增量采样值求出角速度和角加速度,对惯导实验中的尺寸效应进行补偿,在转台角运动条件下纯惯性导航1h定位误差由尺寸效应补偿前的1600m减小到补偿后的300m以内。2.传统捷联惯导速度更新算法中,将载体坐标系中的比力积分增量变换到导航参考坐标系中,载体姿态变化的影响通常采用一阶近似模型进行计算。针对包括角振动和加速运动的高动态情况,论文分析了比力积分增量变换采用一阶近似模型的局限,在典型角振动及加速运动条件下对忽略姿态变化二阶项造成的速度更新误差进行了理论分析。论文提出了一种基于幂级数展开的算法误差分析方法,通过比较,揭示了对偶四元数比力积分算法精度高于传统比力积分算法的原因,即和传统比力积分算法相比,对偶四元数比力积分算法等价于考虑了载体姿态变化影响的二阶项。通过典型角振动及加速运动条件下传统捷联惯性导航算法和对偶四元数导航算法的仿真比较,对理论分析结果进行了验证。3.论文分析了当地水平地理坐标系下的姿态更新算法,研究了大角运动动态环境下,导航参考坐标系相对惯性系转动角速度在载体坐标系下的投影误差影响。通过比较以惯性坐标系为导航参考坐标系的传统导航算法以及对偶四元数导航算法,揭示了对偶四元数导航算法精度高于当地水平地理坐标系下传统导航算法的另一个原因——以惯性坐标系为导航参考坐标系,避免了导航参考坐标系相对惯性系转动角速度在载体坐标系下的投影误差影响。在理论分析的基础上,针对连续转动动态环境,通过仿真和实际激光陀螺捷联惯导系统转台实验对研究结果进行了验证。4.基于激光陀螺捷联惯导系统振动台试验,对动态情况下石英挠性加速度计振摆误差参数辨识算法进行了探索和尝试,根据振动环境下的捷联惯导系统2KHz高频采样数据,研究基于时域、频域分析的动态误差辨识标定补偿方法。试验数据分析表明,基于时域、频域的参数辨识模型具有很好的一致性。由于振动环境下多种误差因素的复杂性,不同振动条件下的石英挠性加速度计振摆误差参数辨识结果重复性不好,有待进一步深入研究。