双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法

王昆明 1; 谢建 1; 周召发 1; 赵典 2

doi:10.7652/xjtuxb201610023

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法

更新时间：2025-07-09

- 双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法
- A Calibration Method of Error Parameters for Dual-Axial Rotary Strapdown Inertial Navigation Systems
- 西安交通大学学报 2016年50卷第10期页码：153-160
- 作者机构：
  
  火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室,西安,710025
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2016-01-19。作者简介: 王昆明(1988—),男,博士生;谢建(通信作者),男,教授,博士生导师。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41174162)
- DOI：10.7652/xjtuxb201610023
  中图分类号： U666.1
- 网络首发：2016-10-10，
  
  纸质出版：2016
- 稿件说明：
移动端阅览
王昆明 1, 谢建 1, 周召发 1, 等. 双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(10):153-160.

A Calibration Method of Error Parameters for Dual-Axial Rotary Strapdown Inertial Navigation Systems[J]. 2016, 50(10): 153-160.
王昆明 1, 谢建 1, 周召发 1, 等. 双轴旋转捷联惯导的误差参数标定方法[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(10):153-160. DOI： 10.7652/xjtuxb201610023.

A Calibration Method of Error Parameters for Dual-Axial Rotary Strapdown Inertial Navigation Systems[J]. 2016, 50(10): 153-160. DOI： 10.7652/xjtuxb201610023.

摘要

针对目前的双轴旋转调制捷联惯导系统误差标定方法参数标定不全、速度较慢的问题

提出一种新的双轴旋转调制捷联惯导系统误差参数标定方法

以实现全参数、快速标定

从而进行误差补偿以有效提升惯导系统导航精度。首先通过研究双轴旋转捷联惯导系统误差补偿的基本原理和系统机械结构

推导了初始时刻内、外轴处于任意角度情况下的陀螺误差方程; 而后在对状态方程进行可观测性分析的基础上

设计了标定路径; 最后通过滤波获取标定参数结果。该标定方法无需外部基准

仅通过系统自身旋转机构即可快速实现对陀螺误差全参数标定

弥补了之前方法只能标定部分参数的缺点

且有效缩短了标定时间

仿真结果表明

相比之前方法需要几十分钟的标定时间

该方法只要在6 min内即可实现陀螺全参数标定

是一种快速有效的标定方案。

Abstract

A new systematic calibration method is proposed to solve the problems that current modulate methods can only modulate parts of parameters of dual-axis rotary modulation strapdown inertial navigation systems and their speeds are slow

and to realize the fast self-calibration of all gyroscopes errors of dual-axis rotary modulation strapdown inertial navigation systems The method compensates errors to improve the accuracy of navigation systems. At first

it is based on the error compensation fundamental and mechanical structure of dual-axis rotation SINS that equations of gyroscopes errors are deduced when both the inside and outside axes are in any direction at initial time. Then

the calibration route is designed through observability analysis

and dimension error parameters are finally acquired by filter. The method can rapidly calibrate all gyroscopes errors by just using the self rotating mechanism without external standard. The method overcomes the shortages of existing methods that only calibrate part of all parameters

and cuts down calibration time effectively. Simulation results show that the method realizes the calibration of all parameters of gyroscopes errors just in 6 minutes while existing methods cost tens of minutes to calibrate

and that the method is fast and feasible.

关键词

Keywords

references

杨晓霞, 黄一. 利用ESO和TD进行的激光捷联惯组误差参数外场标定方法 [J]. 中国惯性技术学报, 2010, 18(1): 2-9.

YANG Xiaoxia, HUANG Yi. Application of ESO and TD to outer field calibration of laser gyro SINS [J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2010, 18(1): 2-9.

LEVISION E, TER H J, WILLCOCKS M. The next generation marine inertial navigator is here now [C]∥IEEE Position Location and Navigation Symposium. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 1994: 121-127.

LAHHAM J I, WIGENT D J, COLEMAN A L. Tuned support structure for structure-borne noise reduction of inertial navigator with dithered ring laser gyros(RLG)[C]∥IEEE Position Location and Navigation Symposium. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2000: 419-428.

袁保伦. 四频激光陀螺旋转式导航系统研究 [D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2007: 71-80.

孙伟, 徐爱功, 孙枫. 双轴旋转光纤捷联惯导八位置标定方法 [J]. 控制与决策, 2012, 27(12): 1805-1809.

SUN Wei, XU Aigong, SUN Feng. Calibration method of eight position for two-axis indexing fiber SINS [J]. Control and Decision, 2012, 27(12): 1805-1809.

GAO Wei, ZHANG Ya, WANG Jianguo. Research on initial alignment and self-calibration of rotary strapdown inertial navigation systems [J]. Sensors, 2015, 15(2): 3154-3171.

陆志东, 王晓斌. 系统级双轴旋转调制捷联惯导误差分析及标校 [J]. 中国惯性技术学报, 2010, 18(2): 135-141.

LU Zhidong, WANG Xiaobin. Error analysis and calibration of systematic dual-axis rotation-modulating SINS [J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2010, 18(2): 135-141.

黄凤荣, 侯斌, 孙伟强, 等. 双轴旋转式SINS自主标定技术 [J]. 中国惯性技术学报, 2012, 20(2): 146-151.

HUANG Feng-rong, HOU Bin, SUN Wei-qiang, et al. Self-calibration for dual-axis rotary SINS [J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2012, 20(2): 146-151.

魏国. 二频机抖激光陀螺双轴旋转惯性导航系统若干关键技术研究 [D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2013: 66-74.

秦永元. 惯性导航 [M]. 北京: 科学出版社, 2006: 35-37.

祝燕华, 蔡体菁. 旋转式光纤捷联惯导系统的误差效应分析 [J]. 中国惯性技术学报, 2011, 19(2): 140-144.

ZHU Yan-hua, CAI Ti-jing. Error analysis of rotating strapdown inertial navigation system based on FOG [J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2011, 19(2): 140-144.

李仁, 陈希军, 曾庆双. 旋转式捷联惯导系统误差分析 [J]. 哈尔滨工业大学学报, 2010, 42(3): 368-372.

LI Ren, CHEN Xijun, ZENG Qingshuang. Error analysis of rotating strapdown inertial navigation system [J]. Journal of Harbin Institute of Technology 2010, 42(3): 368-372.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

混合电解槽阵列协同的风光耦合制氢系统双层多目标优化

融合物理信息与深度算子网络的变压器绕组热-流场快速计算方法

超临界二氧化碳向心透平轮背间隙内风阻损失及流动特性研究

隧道内燃料电池汽车氢气泄漏扩散特性及影响因素

扇贝仿生密封腔室内超临界二氧化碳泄漏流湍动能耗散机理研究