飞行器动力学信息辅助MEMS惯导系统

李　烨, 郭建国, 赵　斌, 尤雨骅, 卢晓东, 周　军

(1.西北工业大学精确制导与控制研究所, 陕西 西安 710072;2.中国运载火箭技术研究院, 北京 100076)



飞行器动力学信息辅助MEMS惯导系统

李烨1, 郭建国1, 赵斌1, 尤雨骅2, 卢晓东1, 周军1

(1.西北工业大学精确制导与控制研究所, 陕西 西安 710072;2.中国运载火箭技术研究院, 北京 100076)

使用微机械电子(micro electro mechanical systems, MEMS)惯导系统(inertial navigation system,INS)的飞行器由于其MEMS惯性器件测量精度低,致使导航误差快速发散。针对该问题,提出了一种利用飞行器动力学(aircraft dynamics, AD)信息辅助MEMS惯导解算的方法。它基于AD建立的飞行器运动模型和运动误差模型,利用实时解算的飞行器运动状态构建卡尔曼滤波器对MEMS惯导误差进行估计和修正。在此基础上,进一步考虑了INS/全球定位系统(global positioning system,GPS)组合导航时该方法的改进算法,提出了一种利用GPS定位信息和预测滤波器对飞行器动力学模型误差估计的方法。最后的半实物仿真实验结果表明,飞行器动力学信息辅助滤波器可以有效地减小系统误差,提高 MEMS惯导系统输出精度。

微机械电子惯导系统; 飞行器动力学; 卡尔曼滤波; 预测滤波; 半实物仿真

0　引　言

近些年,随着微机械电子(micro electro mechanical systems, MEMS)惯性器件的迅速发展,MEMS惯导系统已成为研究热点。MEMS惯导系统具有低成本、微尺寸、低功耗等优点,然而现有的工业技术很难实现体积、成本、精度同时达到令人满意的水平。MEMS惯性器件测量噪声大,漂移严重的特性使MEMS惯导系统误差累积很快,无法长时间保持导航精度。

对于导航时间需求不长的飞行器一般选用MEMS惯导独立工作,如近程制导火箭弹等低成本武器。……