单轴旋转惯导系统旋转周期研究

为研究旋转周期对单轴旋转惯导系统影响,利用拉普拉斯变换求解单轴旋转惯导系统误差方程的方法,分析了单轴旋转惯导系统的误差振荡特性,指出旋转惯导系统振荡误差不仅包括舒拉振荡、傅科振荡和地球振荡,还存在旋转振荡,通过对不同旋转周期条件下系统输出振荡误差幅值的分析,给出较为合适的旋转周期,降低旋转惯导系统的振荡误差,为工程应用上选取合适的旋转周期具有一定的参考价值。     

单轴旋转引起加速度计尺寸效应误差分析及补偿

为降低单轴旋转运动引起的加速度计尺寸效应误差,提高单轴旋转惯导系统的精度,通过分析单轴旋转产生的加速度计尺寸误差效应以及由加速度计尺寸效应引起系统速度误差的机理,给出了加速度计尺寸效应误差的补偿方法。理论分析和仿真结果表明,加速度计尺寸效应误差不会引起定位误差的发散,但会增加无阻尼系统速度误差的振荡幅值,在水平阻尼状态下,会产生动态误差,引起更大的速度误差;通过补偿加速度计的尺寸效应误差,可以提高系统在旋转过程中的工作精度。     

阻尼状态下捷联惯导系统组合导航方法探讨

惯性导航系统在干扰量的作用下,会产生周期性的振荡误差及随时间积累的误差。引入阻尼网络可以对系统振荡误差进行阻尼。而利用外界位置或速度信息则可以修正随时间积累的误差。选择合适的阻尼网络,建立阻尼状态下系统的误差方程,是对长航时激光捷联惯导系统在阻尼状态下的组合导航方法进行分析的基础。计算机仿真和工程试验结果表明：与无阻尼时的导航结果相比,该方法能够一定程度上抑制误差的振荡和随时间的积累,提高了系统的精度。     

IMU角变速运动对旋转式SINS定位精度影响分析

针对旋转式捷联惯导中惯性测量单元(IMU)旋转角速度变化过程(以加减速过程为主)对系统定位精度的影响进行分析和研究。建立了基于地理坐标系下的角变速过程的运动模型,并以此为基础推导了旋转运动抵消等效陀螺漂移误差的基本原理。结合在工程中普遍使用的单轴四位置八次序转停方案,详细分析了IMU加减速过程对捷联惯导系统定位精度的影响。在理论分析的基础上利用仿真试验比较了不同加减速旋转方案的定位误差,仿真结果验证了角变速运动能够显著影响旋转式捷联惯导系统的定位精度。     

基于单轴连续旋转调制的方位对准技术

捷联惯组冷态启动、环境温度变化、长时间未标定都可能使陀螺常值漂移发生变化,进而影响捷联惯组的方位对准精度.为减小陀螺常值漂移对方位对准精度的影响,进行基于单轴连续旋转调制的方位对准技术研究.通过理论分析可知,转台单轴连续旋转条件下,将陀螺常值漂移周期性调制,陀螺常值漂移对方位对准精度影响较小,转台转速越高,对准时间越长,方位对准收敛振荡幅值越小,收敛速度越快.通过算法仿真和试验验证了理论分析的正确性.     

陀螺标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度影响研究

针对陀螺对称性标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度的影响问题,采用一种合理的十六次序双轴转位方案,分析了陀螺对称性标度因数在双轴旋转惯导系统中的误差效应,并对不同对称性标度因数误差对导航精度的影响进行了仿真。结果表明,三个轴的陀螺对称性标度因数误差大小与导航经度误差大小成线性关系,并且满足线性叠加性,两个转动轴上陀螺对称性标度因数误差对导航精度的影响程度大于非转动轴。最后提出了减小陀螺对称性标度因数误差对导航经度误差影响的措施,可以为双轴旋转惯导系统的进一步优化和工程设计提供理论参考。     

双轴旋转调制最优转位次序的设计方案

旋转调制型捷联惯导系统是惯导系统新的发展方向,可有效提高惯导系统的导航精度,而转位次序的设计是旋转调制方案的关键。为了解决传统转位次序设计方案存在局部最优的问题,本文提出一种新的双轴全局最优转位次序设计方案。在分析双轴旋转调制转动过程中的常值漂移、标度因数及安装误差抵消原理的基础上,进一步研究了安装误差与最优转位次序的关系并给出了设计依据。基于此设计了一种最优八次序转位方案。经过与传统的双轴八次序转位方案的仿真对比分析,在设定条件下,姿态、速度及位置误差的振荡情况分别减小了约1/3,1/2及1/3,并且经度误差的发散速度也得到了改善。     

相对地理系旋转的调制方案设计原则研究

旋转方案是调制型捷联惯导系统的核心组成部分,如何制定旋转方案也是系统导航前的必要工作之一。本文在详细分析惯性组件各误差项在绕不同轴旋转、在不同停位位置对系统导航影响形式的基础上,提出了相对地理系旋转的调制方案设计原则,并设计了单轴正反转停方案。最后利用仿真加以验证,结果表明,该旋转方案能够有效地抑制惯导系统定位误差。     

双轴旋转惯导系统转位方案仿真分析

针对双轴旋转惯导系统转位方案的设计问题,分析旋转式惯导系统自动补偿导航误差的本质,建立旋转式惯导系统误差模型,推导出初始对准状态方程和量测方程,提出16次序和32次序两种转位方案,在两种方案下对陀螺常值漂移引起的导航误差传播特性进行仿真分析,并对两种方案下的初始对准过程进行仿真。研究表明：与16次序转位方案相比,32次序转位方案能更好地补偿陀螺常值漂移引起的导航误差,初始对准过程中对天向陀螺常值漂移的估计精度更高,因此,32次序转位方案优于16次序转位方案。     

捷联惯导系统姿态算法实现及工程应用

对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程样机中,完成了捷联惯导系统工程样机的建立。