IMU 姿态误差均衡校正模型与验证

惯性姿态测量单元(IMU)中存在各种系统误差,需要进行校正以提高姿态解算精度,而校正矩阵是由本身包含各种系统误差的特殊位置测量值及其理论值决定的。对校正矩阵产生的校正误差进行理论推导,研究其对解算姿态参数误差的影响特征,并用测试数据进行验证。根据均衡校正点的设计,详细研究均衡校正及其结构拓扑对姿态精度的影响模型和特征,并对测试数据进行均衡校正验证,典型姿态解算结果及对比表明,均衡校正普遍降低了姿态的绝对误差,均衡平均校正最少可降低解算姿态绝对误差的平均值和峰峰值至30.8%,且在小倾斜角区域也达到大中倾斜角区域常规校正的姿态解算精度。     

小井斜姿态误差的等值距均衡校正

为满足超深垂直钻探的精准控制需求，提出了一种等值距均衡校正方法，可以提升小井斜区域的姿态解算精度。首先，分析影响姿态角绝对误差的因素，研究常规最大值校正方法的误差模型；其次，基于均衡选取校正点以消除部分校正矩阵误差项的思想，建立等值距均衡校正的误差模型，探讨姿态误差校正效果；最后，采用常规校正方法和等值距均衡校正方法对小井斜角区域的测试数据进行处理和对比。实验结果表明，等值距均衡校正后，小井斜区域的工具面角绝对误差的平均值至少降至常规校正的29.2%,工具面角绝对误差的峰峰值至少降至常规校正的37.8%,井斜角绝对误差的平均值至少降至常规校正的19.8%。