一种双轴旋转惯性导航系统的重要参数快速自标定方法

尹俊杰,李志强,陈 雨,王 盛,宋天骁

(北京航天发射技术研究所,北京 100076)

0 引言

惯性器件误差标定技术是惯导系统的关键技术之一,通过事先对系统误差参数进行标定,在实际导航过程中对误差进行补偿,从而消除系统误差参数对导航精度的影响[1-3]。双轴旋转惯导系统在出厂前会进行全参数(陀螺和加速度计的零偏、标度因数、安装偏差角、加速度计二次项系数、杆臂误差等)的标定[4-5],再将其用于系统上完成导航。当双轴旋转惯导随系统交付后,系统惯性器件误差会随着服役时间的加长而增大,为了消除这种长期稳定性误差,用户一般会提出定期标定的保障需求[6]。

文献[6]提出了一种双轴旋转惯导系统误差自标定技术,结合设计的自标定路径和卡尔曼滤波算法,在1 h内实现了绝大部分惯性器件误差的分离和标定。文献[7]采用多位置标定方法可以在1.5 h内完成激光陀螺捷联惯导系统的全参数自标定。目前国内研究机构的研究方向主要关注全参数系统级标定,标定时间一般在1 h 以上,而针对惯性器件重要参数快速自标定方法还鲜有研究。

陀螺和加速度计的零偏、标度因数等重要参数随着时间推移变化较快,其他参数在惯导系统不拆卸的前提下变化比较缓慢甚至基本保持不变。为了进一步提高标定的快速性,本文提出了一种惯性器件的标度因数和零偏等重要参数的快速自标定方法。

该方法通过设计不同的状态变量,通过观测不同的系统导航误差,利用卡尔曼滤波算法依次估计出相应的惯性器件重要参数。……