基于ukf的旋转式sins大方位失准角初始对准方法

《基于ukf的旋转式sins大方位失准角初始对准方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第18卷第5期中国惯性技术学报Vol.18No.52010年10月JournalofChineseInertialTechnologyOct.2010文章编号：1005-6734(2010)05-0513-05基于UKF的旋转式SINS大方位失准角初始对准方法黄凤荣，孙伟强，翁海娜（天津航海仪器研究所，天津300131）摘要：旋转调制自补偿技术可以调制惯性元件的常值误差，从而提高惯性导航系统的导航精度。出于实际工程应用需求，研究了旋转式SINS大方位失准角初始对准方法。以单轴旋转式SINS为例，给出了单轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型

2、；根据系统误差模型的非线性特性，利用简化Unscented卡尔曼滤波（UnscentedKalmanFilterUKF）算法，设计了系统的大方位失准角初始对准算法。数字仿真实验结果表明：在相同条件下，提出的UKF算法在收敛速度与对准精度方面均优于EKF算法；系统试验验证结果表明，采用本文提出的初始对准方法，系统的水平对准精度优于0.1′，方位对准精度优于1.5′，证明本文提出的初始对准方法在工程应用中是有效、可行的。关键词：捷联惯性导航系统；旋转调制；大方位失准角误差模型；初始对准；Unscented卡尔曼滤波中图分类号：U666.1文献标志码

3、：ARotarySINSinitialalignmentforlargeheadingmisalignmentbasedonUKFHUANGFeng-rong,SUNWei-qiang,WENGHai-na(TianjinNavigationInstrumentResearchInstitute,Tianjin300131China)Abstract:Theconstanterrorsoftheinertialelementscouldbemodulatedbytherotarymodulationtoimprovetheaccuracyoft

4、heinertialnavigationsystem.Fortherequirementofpracticalengineeringapplication,therotarySINS(strapdowninertialnavigationsystem)initialalignmentforlargeheadingmisalignmentangles(LHMA)wasstudied.WithsinglerotarySINSasanexample,thesinglerotarySINSLHMAnonlinearerrormodelswereesta

5、blished.Accordingtothenonlinearcharacteristic,theLHMAinitialalignmentarithmeticforthesinglerotarySINSwasdesignedusingthesimplifiedUnscentedKalmanFilter(UKF).ThesimulationresultsshowthattheUKFarithmeticoutperformstheextendedKalmanfilterinconvergenceandaccuracy.Theresultsofthe

6、systemexperimentusingtheinitialalignmentarithmeticshowthatthelevelinitialalignmentaccuracyissuperiorto0.1′,andtheheadingaccuracyissuperiorto1.5′,showingthattheproposedalgorithmiseffectiveandfeasibleinthepracticalproject.Keywords:strapdowninertialnavigationsystem;rotarymodula

7、tion;largeheadingmisalignmentangleserrormodel;initialalignment;unscentedKalmanfilter旋转调制自补偿技术是一种在系统级提高惯性导航系统导航精度的方法，单轴旋转调制系统能够将与转轴垂直面上的惯性元件的常值漂移误差调制成某种周期变化的形式，在导航解算过程中通过积分运算自动将误差平均抵消，从而有[1-2]效抑制惯性元件的常值误差，显著提高系统的导航精度。当前，国内外对旋转式捷联惯性导航系统（SINS）初始对准的报道较少，因此，对旋转式SINS初始对准研究具有重要的理论和

8、应用价值。在旋转式SINS中，惯性测量元件位置随着惯性测量组件（IMU）的转动按正弦规律不断变化，其误差对捷联惯导系收稿日期：2010-07-07；修