单轴旋转捷联惯导系统尺寸参数辨识与转位设计

郭琦，周召发，孙立江，徐梓皓，陈河

火箭军工程大学 定位定向与光电瞄准实验室，西安 710025

单轴旋转捷联惯导系统尺寸参数辨识与转位设计

郭琦*，周召发，孙立江，徐梓皓，陈河

火箭军工程大学 定位定向与光电瞄准实验室，西安 710025

为了求解单轴旋转捷联惯导系统的尺寸参数，推导了参数辨识的公式，并设计了转位方案。首先，分析了单轴旋转捷联惯导系统(SINS)尺寸效应的原理，推导了以加速度计输出量为观测量的尺寸参数辨识方法。然后，针对辨识公式中的载体姿态进行了研究，发现合理的整周旋转方案可以消除载体姿态及姿态误差角对尺寸参数辨识的影响，并基于转位角速度的匀加减速模型，分析了该模型与速度增量误差之间的的关系，设计了转位方案。最后，进行了参数辨识试验，得到的尺寸参数标准差<2.3 mm(1σ)，利用均值补偿二位置对准的尺寸效应后，初始对准精度由69.5″(3σ)提高到47.2″(3σ)，验证了方法的可行性。

单轴旋转；捷联惯导系统；尺寸效应；载体姿态；角速度模型；初始对准

惯性导航是一种高自主性的导航方式[1]，旋转调制技术是其发展的主要方向之一[2-3]。对于实际的旋转式捷联惯导系统，加速度计的物理尺寸和安装误差使得加速度计测量点与转位中心之间存在位移，在惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)旋转时会产生向心加速度和切向加速度，给加速度计测量值带来误差，即尺寸效应误差[4]。尺寸参数也称内杆臂[5]长度，是对上述误差进行补偿的基础。因此，有必要对尺寸参数的标定技术进行研究。

目前尺寸参数的标定方法主要有两种，卡尔曼滤波法和基于最小二乘法的系统辨识。……