十二加速度计实用配置方案与解耦算法研究

针对无陀螺惯性导航系统角速度解算精度不高,设计并制作了十二加速度计惯组实物模型。该方案充分利用了十二加速度计的输出信息,给出了这种配置下的2种不积分的角速度解算方法。对于加速度计间不可避免地存在的交叉耦合效应,给出了相应的解耦算法。实验结果表明:十二加速度计配置方案不积分算法有效抑制了由于积分带来的加速度计输出误差的累积,比九加速度计积分方案的角速度解算精度提高了1个数量级。解耦算法使加速度计的输出精度提高了1个数量级,有效地降低了加速度计间的交叉耦合效应。     

无陀螺惯性测量组合模型方案设计

无陀螺惯性测量组合(GFIMU)是利用线加速度计在空间的组合解算出载体的角速度,同时测量载体的轴向加速度,构成惯性测量组合.提出了GFIMU十二加速度计配置方案,该方案直接得出角速度数值表达式,有效避免了求解微分方程组带来的积分误差.在推导导航参数计算数学模型的基础上,设计了实物结构模型和数据采集电路,并进行了系统标定实验.提出了基于三维转台的接近gn值点和0点的多位置标定方法,可以有效地减小在加速度计标定中方位误差带来的影响.     

十二加速度计阵列解耦算法研究

在无陀螺惯性测量组合中,加速度计敏感轴偏差使得加速度计能敏感到垂直于敏感轴方向上的加速度,由此产生的耦合效应是导致加速度计输出误差增大的重要因素.针对敏感轴偏差产生的耦合效应提出了相应的解耦算法,并制作了十二加速度计惯性测量组合模型及高精度同步数据采集实验系统.在三轴转台上进行的仿真实验结果表明了解耦算法的有效性.经过解耦,加速度计输出精度达到选用加速度计的分辨率级精度-10-3g,比未解耦的输出提高了2个数量级,从源头上降低了无陀螺惯性测量组合的误差.