激光捷联惯导系统的动态误差分析与补偿算法研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:h120568
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激光捷联惯导系统以其特有的优越性,得到越来越广泛的应用,同时也对其提出了更高的要求。高精度一直是惯导系统追求的一个重要指标,而导航精度的提高可以从两个方面加以改进:一是惯性器件的改进,惯性器件的精度有赖于设计、加工、安装等各个方面,因此大力发展材料、工艺水平对惯导系统来说显得尤为重要,但同时也存在着研发成本高、周期长等问题;二是导航算法的改进,通过算法的优化对捷联惯导系统的误差进行补偿,以达到减小导航误差的目的。随着计算机运算速度的提高和价格的降低,算法改进对误差的补偿也起到了愈来愈重要的作用。  本文对激光捷联惯导系统的动态误差进行分析和补偿,分别对圆锥误差、划船误差、旋转误差及涡卷误差进行了分析研究,推导了相关的补偿算法。  首先,对于圆锥误差和伪圆锥误差产生的原因分别进行分析,并根据圆锥误差的特点,利用简单的矩阵运算推导了通用的N子样优化补偿算法,省去了公式的重复推导。提出了利用前M个周期的N子样补偿算法和利用前P个采样的N子样补偿算法通用公式,并在此基础上,将特定频率下误差最小的条件与之结合,得到了特定环境下的通用补偿公式和系数。  其次,对划船误差进行理论分析与研究,利用速度解算中的划船误差与姿态解算中的圆锥误差在数学上的对偶关系,推导出划船误差的几种通用补偿公式与系数,并且通过仿真验证,圆锥误差补偿的结论同样适用于划船误差。  再次,在位置解算中对旋转效应和涡卷效应产生的误差进行了分析。在划船运动条件下,对旋转误差和涡卷误差的补偿公式进行了优化,优化系数亦可通过简单的矩阵运算统一起来。  最后通过大量的仿真和实验对上述分析进行验证,证明了本文提出的几种补偿算法正确有效,对今后的实际工作具有一定的参考价值和指导意义。
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