光纤陀螺捷联惯导系统罗经法初始对准研究.pdf

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1、2011年第30卷第1O期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)53光纤陀螺捷联惯导系统罗经法初始对准研究王海涛(浙江大学机械电子控制工程研究所，浙江杭州310027)摘要：随着光纤陀螺的逐步发展、成熟，光纤陀螺捷联惯导系统也必将得到广泛的应用。在分析罗经法初始对准原理的基础上，对方位和水平姿态未知条件下的静基座捷联惯导罗经对准方法进行了改进。将经典的四步对准方法：水平对准、方位粗对准、再次水平对准和罗经对准，简化为三步对准方法：水平对准、方位粗对准、罗经对准。并用

2、此方法对光纤陀螺捷联惯导系统静基座初始对准进行了实验，实验结果表明：此方法在保证罗经法初始对准精度的基础上，缩短了对准时间。关键词：光纤陀螺；捷联惯导系统；罗经；初始对准中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)10-0053-03ResearchofcompassinitialalignmentforFOGSINSWANGHai．tao(InstituteofMechatronieControlEngineering，ZhOiangUniversity，Hangzbou31002

3、7，China)Abstract：Withtherapiddevelopmentoffiber—opticgyroscopeinchina，thestrapdownfiber—opticgyroinertialnavigationsystemiswidelyused．CompassmethodforinitialalignmentisstudiedandtheimprovementisproposedforSINSonstationarybasewithunknownazimuthandhorizontalattit

4、ude．Four—stepinitialalignmentmethodshowinclassichasbeensimplifiedintothreestepswhicharehorizontalalignment，azimuthcoarsealignmentandcompassalignment．Theinitialalignmenttestwiththenewmethodhasdemonstratedthatthealignmentcanassureprecisionandreducealignmenttime．K

5、eywords：fiber—opticgyroscope(FOG)；strapdowninertialnavigationsystem(SINS)；compass；initialalign—ment0引言进行了静基座初始对准实验。实验结果表明此方法在光纤光纤陀螺(fiber—opticgyroscope，FOG)是用于惯性制导陀螺捷联惯导系统中可以快速、精确地实现初始对准。和导航的关键技术，捷联惯性导航系统(strapdowniner—1经典捷联惯导罗经法初始对准方法tialnavigationsystem，SINS

6、)是惯性技术发展的重要方向，在捷联惯导系统中以数学平台模拟平台惯导系统中的光纤陀螺捷联惯性导航系统在未来具有非常广泛的应用前实体平台，可以利用罗经效应，完成捷联惯导系统的罗经法景。初始对准是捷联惯导系统的关键技术之一，典型的初对准。经典的捷联惯导系统罗经法初始对准分为2个阶始对准方法有解析对准、罗经法对准、最优估计对准等方段：解析式粗对准和精对准。但解析式粗对准方法的缺点法。随着惯性器件技术的不断发展，罗经法对准具有是难以适应晃动干扰环境。新的应用潜力和研究价值。文献[9]提出了新的四步骤罗经对准法，此方法克服罗经法

7、对准利用“罗经效应”，是基于经典控制理论的了经典解析式粗对准难以适应晃动环境的缺点，其步骤是：对准方法，它不需要精确的数学模型和噪声模型，其对准精1)方位角未知情况下的水平对准度取决于陀螺和加速度计的精度。但其缺点是对准时在方位角完全未知情况下，将捷联姿态矩阵的初始值间长，一般为15~30min，这大大影响了罗经法对准的应用。设为单位矩阵，由2个水平对准回路进行水平对准。因此，对捷联罗经对准方法进行改进，缩短其对准时间具有研究价值。2)粗略方位自对准本文研究的是在航向和水平姿态未知条件下的捷联惯经过水平对准2个水平加

8、速度计的输出误差主要是方导罗经法初始对准，将传统的四步对准改进为三步对准，并位误差引起的，因此，对其积分后进行求解，可以得到粗略收稿日期：2011-01—14基金项目：国家“863”计划资助项目(2006AA09Z204)54传感器与微系统第3O卷的方位误差修正矩阵，对捷联矩阵修正后，得到具有具有一方程解算欧拉角，并保存俯仰角、横滚角0。定方位