舰载武器系统惯性局部基准在线标定技术研究.pdf

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1、舰载武器系统惯性局部基准在线标定技术研究。罗云1陈维义1刘红亮2(1．海军工程大学兵器工程系武汉430033)(2．海军蚌埠士官学校兵器系蚌埠233000)摘要为了解决舰载武器系统惯性局部基准传统标定复杂费时的问题，论文主要研究了惯性局部基准的在线标定方法，该法利用北斗卫星导航系统提供的外部信息，同时综合舰船自身机动，建立误差模型，采用卡尔曼滤波器对惯性局部基准中的相关误差项进行标定。仿真结果表明，可实现对部分误差参数的标定。关键词舰载武器系统；惯性局部基准；在线标定；卡尔曼滤波器中图分类号U666．1DOI：10．3969flj．iss

2、n．1672—9730．2016．12．014OnlineCalibrationforStrapdownVerticalReferenceUnitofShipborneWeaponSystemLUOYunlCHENWeiyilLIUHonglianga(1．DepartmentofWeaponryEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)(2．WeaponDepartment，BengbuNavalPettyOfficerAcademy，Bengbu233000)Abstra

3、ctInordertOsolvethecomplexandtime—consumingproblemoftraditionalcalibrationforstrapdownverticalreferenceunitofshipborneweaponsystem，anonlinecalibrationmethodisproposed，whichmakesuseoftheBEIDOU--2GNSSexternalinformation，kalmanfilterandrelatederrortermsoftheships’ownmaneuver

4、ingrelatedtOstrapdownverticalreferenceunittOfinishthecalibration．Simulationresultshowsthatpartoferrorparameterscanbecalibrated．KeyWordsshipborneweaponsystem，strapdownverticalreferenceunit，onlinecalibration，KalmanfilterClassNI啊nberU666．11引言目前，大型水面舰艇为了克服甲板变形所引起的误差，舰载武器系统安装有

5、舰载捷联垂直参考基准(StrapdownVerticalReferenceUnit，SV—RU)[1卅]，主要为武器系统提供舰艇的航向角、航向角速度；纵摇角、纵摇角速度；横摇角、横摇角速度等信息。其本质为捷联惯导系统，相对于高精度的主惯导，SVRU也被称为局部子惯导，也可称为惯性局部基准。激光陀螺惯性局部基准是基于捷联惯性导航原理的舰船运动测量设备。为保证输出参数精度，激光陀螺惯性局部基准设备需要定期对激光陀螺和加速度计等惯性器件的误差模型系数重新进行标定。标定分为分立标定和系统标定，其中在线标定是系统级标定中重要的一种。国内外很多的专家

6、学者已经对相关的在线标定进行了相关的研究和探索。I．A．Vasinaeva[3]提出了一种利用飞机特殊机动和卫星导航系统的数据来对捷联惯导系统参数的值进行标定，使其自主导航误差减小。国内对于捷联式惯性器件的在线标定方法研究比较晚。军械工程学院的石志勇等[4]系统介绍了捷联惯导在线标定技术，充分阐述了捷联惯导在线标定技术研究现状，对在线标定中的误差建模、可观测性分析、最优误差激励方式的选择以及参数估计进行了深入分析和归纳。在文献Es]中，他提出对于火箭炮的射前准备阶段加入横滚运动*收稿日期：2016年6月1日，修回日期：2016年7月19日

7、基金项目：海军工程大学自然科学基金(编号：HGDQNJJl3032)资助。作者简介：罗云，男，博士，讲师，研究方向：武器系统与运用工程。陈维义，男，博士，教授，研究方向：武器系统与运用工程。刘红亮，男，博士，讲师，研究方向：武器系统与运用工程。2016年第12期舰船电子工程59的标定方案，结果表明可使多个参数变得可观，且其他参数的可观测度也明显提高。中国航天科技集团第十六研究所的卫育新嘲等提出利用车载里程仪和惯性器件对陀螺和加速度计的部分7项误差进行标定。北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院的张小跃[7]针对光纤捷联系统惯性测量单元的误

8、差参数标定问题，引入高精度外部信息源并利用卡尔曼滤波器对IMU进行在线标定。哈尔滨工程大学自动化学院的高伟[8]主要对陀螺仪漂移进行在线标定，给出了两种现场最有的标定方案。国内外关于在线标定的