一种锚泊条件下捷联惯导系统级标定方法

杨小康，严恭敏，李四海

（西北工业大学自动化学院，西安 710129）

惯性测量组合（IMU,Inertial Measurement Unit）是惯性导航系统的核心，IMU标定的目的是确定其数学模型或误差数学模型的参数[1]，标定结果直接影响导航精度[2]。目前常见的是捷联惯性测量组合（SIMU），SIMU通常由三个陀螺和三个加速度计组成，陀螺和加速度计输出中存在零偏误差、刻度系数误差、安装误差和随机噪声[3]。标定分为分立式标定和系统级标定，前者根据各个陀螺和加速度计输出与参考输入间的关系进行标定，后者则是基于导航解算误差原理，利用导航误差估计惯性器件误差[2]。相比于分立式标定，系统级标定可以实现外场标定和惯导系统自标定，标定精度不依赖转台精度，不需要记录陀螺和加速度计输出数据[4]。无论是高精度SIMU还是消费级SIMU都可以通过多位置转动实现基本误差参数标定[5]。SIMU标定大多在实验室环境进行，标定时拆卸和搬运设备给SIMU维护带来不便[6]，因此需要研究非实验室环境下外场标定和自标定技术。

外场环境的干扰运动使标定量测不准确，影响SIMU标定结果，所以外场试验需要对标定方法进行改进。对于低精度SIMU可以通过检测转动过程中的静止状态，在手动转动条件下完成标定，试验表明此方法可以估计出陀螺和加速度计刻度系数误差及安装误差[7]。外场标定研究大多在陆上或者舰船系泊状态下进行[8,9]，舰船锚泊条件下的研究尚未见相关文献，但研究舰船锚泊条件下SIMU外场标定方法有很大的应用价值。……