单轴旋转捷联惯导系统初始对准误差分析

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1、2014年第4期导弹与航天运载技术No.42014总第334期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.334文章编号：1004-7182(2014)04-0058-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20140414单轴旋转捷联惯导系统初始对准误差分析赵晓伟，孙谦，陈鸿跃（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：为提高车载捷联惯导系统的方位对准精度，基于单轴旋转捷联惯导系统，给出单轴旋转捷联惯导系统方位角误差传播方程，提出影响方位对准精度的陀螺常值漂移误差、IMU安装误差、

2、刻度因数误差、随机漂移误差、旋转机构测角误差、旋转轴运动误差、加速度计尺寸效应误差等误差源。根据方位角误差传播方程分析各误差源导致的方位角误差。针对各项误差源对寻北结果的不同影响提出相应的误差控制方法，减小了方位对准误差。关键词：单轴旋转；方位对准；误差传播方程；捷联惯导系统中图分类号：V249.3文献标识码：AErrorAnalysisforInitialAlignmentofSingle-axisRotatingSINSZhaoXiao-wei,SunQian,ChengHong-yue(BeijingInstituteof

3、SpaceLaunchTechnology,Beijing,100076)Abstract:Forpurposeofimprovingtheprecisionofazimuthalignment,basedonsingle-axisrotatingstrap-downinertialnavigationsystem,theazimuthangleerrorpropagatingequationisoffered.Thepaperpointsouttheerrorsthataffecttheprecisionofazimuthal

4、ignment.Theerrorsmainlyincludeconstantgyrodrift,IMUinstallationerror,scalefactorerror,randomdrift,themeasurementerrorofanglesensor,themovingerrorofrotationaxis,accelerometersizeeffecterror.Byanalyzingtheseerrors,aimingatthedifferentinfluenceresultingfromdifferentsour

5、ceerror,theerrorcontrolmethodsareputforwardandthesemethodsreducetheerrorofazimuthalignment.KeyWords:Single-axisrotation;Alignmentofazimuth;Errorpropagatingequation;Strap-downinertialnavigation0引言-北-天（ENU）地理坐标系作为导航坐标系。现代战争要求武器系统具备精确打击能力和快速b）载体坐标系（b系）。用Oxyz表示，原点为bbb反应能

6、力，要求武器系统具备基于车载定位瞄准系统载体质心，x轴沿载体横轴向右，y轴沿载体纵轴向bb的无依托发射能力，要求车载定位瞄准系统提供高精前，z轴沿载体立轴向上，b系与载体固连，载体坐b度初始方位角。捷联惯导系统具有自主性强、结构简标系相对导航坐标系方位关系用载体姿态矩阵表示。单、耐冲击振动且维护方便的特点，逐渐成为车载定c）陀螺坐标系（g系）和加速度计坐标系（a系）。位瞄准系统的首选。随着对车载定瞄系统的初始定向分别用Oxyz和Oxyz表示，捷联惯导系统中3个陀gggaaa精度要求越来越高，要求车载捷联惯导系统方位对准螺敏感轴单

7、位矢量分别为xg，yg，zg，3个加速度计精度越来越高。提高捷联惯导系统方位对准精度的方敏感轴单位矢量分别为xa，ya，za。陀螺敏感轴系记法较多，给捷联惯导系统增加转位机构，通过设计转为g系，加速度计敏感轴系记为a系，g系与a系通常[1~5]位方式来提高方位对准精度，取得了较好的效果。为非正交系。d）IMU坐标系（p系）。用Oxyz表示，可以如ppp1误差传播公式下定义IMU坐标系：转台未旋转,p系与b系重合。1.1相关坐标系e）旋转坐标系(rr系）。用Oxyz表示，z沿转台rrr单轴旋转激光捷联惯导系统常用的坐标系有：旋转轴

8、向上，rpx在垂直于转台转轴的平面上，与x轴a）导航坐标系（n系）。用Oxyz表示，选取东在该平面的投影重合，rrrnnny轴垂直于x与z所在平面，收稿日期：2013-12-03；修回日期：2014-02-03作者简介：赵晓伟（1988-），男，硕士研究生，主要