双轴旋转惯导系统的转位方案优化技术研究.pdf

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1、2012年第31卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)45双轴旋转惯导系统的转位方案优化技术研究朱蕾,袁书明,程建华(1.海军装备研究院舰船所,北京100073;2.哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:针对旋转惯导系统导航性能受陀螺漂移调制特性影响的问题,以双轴旋转惯导系统为对象,推导了双轴依次旋转方式的漂移调制特性;通过傅里叶级数变换,提取了调制后陀螺漂移的关键分量;通过惯导误差方程求解和分析不同转、停时间条件下的定位误差特性,确定了优化的双轴转位方案。计算机比对仿真

2、表明:优化的转位方案能有效提高双轴旋转捷联惯导的导航定位性能。关键词:捷联惯导系统;旋转调制;误差分析;傅里叶变换{中图分类号:TP301.6文献标识码:A文章编号:1000-9787(2012)07-0045-04Optimizationtechniqueresearchonrotationschemeofdouble·axisrotationinertialnavigationsystemZHULei,YUANShu.ming,CHENGJian.hua(1.ResearchInstituteofShips,NavyAcademyofArmame

3、nt,Beijing100073,China;2.SchoolofAutomation,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Aimingatproblemofmodulationresultofgyrodriftaffectsthenavigationcharacteristicsofrotationinertialnavigationsystem(SINS).Gyrodriftmodulationcharacteristiccausedbyrotationdeviceofd

4、ouble-axisrotationSINSisdeduced.BymeansofFouriertransform,thecrucialcomponentofgyrodriftaftermodulationisextracted.Byinertialnavigationerrorexpression,navigationerrorcharacteristicofconditionswithvariousrotationandstoptimeissolvedandanalyzed,andtheoptimizedrotationschemeisconfi

5、rmed.Computercomparisonsimulationresultshowsthattheoptimizedschemecanenhancethepositioncharacteristicseffectively.Keywords:strapdowninertialnavigationsystem(SINS);rotationmodulation;erroranalysis;Fouriertransform0引言内外学者在旋转式捷联惯导系统方案设计的重要研究内旋转调制捷联惯导系统通过旋转机构的引入,实现了容。不仅如此,在同类转位方案中,

6、转位方式、转位次序和惯性器件误差的有效调制,大大提高了捷联式惯导系统的转位速率的不同,也会产生不同的调制效果。导航定位精度,在国内外高精度舰船导航领域得到了大量双轴依次旋转调制方案是目前国内外学者最多采用和的应用,如美国SPERRY公司的MK39单轴旋转捷联惯导研究的一种方案,但在方案研究和设计过程中,多数文献仅和MK49双轴旋转捷联惯导系统。分析旋转方案对器件误差的调制效果,未从定量角度分析单轴旋转方式由旋转机构提供一个转轴用于惯性器件转位方案的细节参数对系统定位性能的影响。误差的调制,这种方案结构简单、易实现、成本低,目前仍是基于此,本文就双轴依

7、次旋转捷联惯导系统方案,就转应用较为广泛的旋转调制方案。但由于单轴旋转方案无法位过程中的旋转、停止时间对定位性能影响开展研究,通过实现三轴器件误差调制,因此,未从根本上解决惯导系统定对定位性能的分析改进转位方案,达到提高捷联惯导系统位误差随时间积累的问题。而双轴旋转捷联惯导由于能够精度的目的。调制三轴惯性器件误差,因此,具备了从根本上抑制惯导系1双轴依次旋转的误差调制效果分析统误差随积累的特性。1.1双轴依次旋转惯导原理转位方案是影响旋转调制效果的重要因素,一直是国陀螺仪和加速度计是惯性导航系统的2个核心惯性器收稿日期:2011—11—14$基金项目

8、:国家自然科学基金资助项目(61104036,60974104);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(H

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