捷聯(lián)慣性測量裝置參數(shù)辨識及有效性驗證.pdf

1、捷聯(lián)慣性測量裝置在現(xiàn)代國防工業(yè)中的地位日益重要,且直接關(guān)系導航領(lǐng)域的發(fā)展。受現(xiàn)代工藝和科技水平影響,其工作狀態(tài)下始終存在各種各樣的確定性誤差和隨機誤差,并且影響到其工作狀態(tài)下的精度。因此,如何最大程度的減小慣性器件的誤差就成為慣性導航領(lǐng)域研究的主要方向和重點。
　　本文首先介紹了慣性測量單元的研究現(xiàn)狀及國內(nèi)外的發(fā)展趨勢,深入了解了慣性測試的理論基礎(chǔ),針對光纖陀螺儀的和石英加速度計的工作原理、主要性能指標和誤差來源等做了分析總結(jié)。詳

2、細介紹了最常用的平臺慣性導航系統(tǒng)的工作原理、優(yōu)缺點和應(yīng)用場合并與捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)進行了詳細的對比。
　　在分析了誤差來源的基礎(chǔ)上建立了慣性器件的誤差模型,并分別為其設(shè)計了位置實驗,速率實驗和零位實驗。利用實驗室三軸轉(zhuǎn)臺上采集了其相關(guān)數(shù)據(jù),利用Matlab強大的數(shù)據(jù)處理功能得到了慣性器件的標度因數(shù),安裝誤差角和零位誤差等相關(guān)性能指標;在此過程中還詳細了解到轉(zhuǎn)臺標定過程中需要注意的實驗事項和難點。針對隨機誤差的補償需要掌握其規(guī)律而需要

3、多次實驗總結(jié),通過Allan方差分析法得到慣性器件隨機誤差的輸出曲線。
　　在導航解算過程中詳細的推導了慣導系統(tǒng)的基本方程、姿態(tài)更新算法和速度更新算法。充分理解解算原理并對比了各算法解算過程中的優(yōu)缺點,選擇合適的算法,設(shè)計了卡爾曼濾波器,利用Matlab編寫了IMU輸出解算程序。
　　完成上述工作后,根據(jù)標定實驗所得誤差模型參數(shù)進行補償,主要包括軟件仿真和定點導航驗證。軟件仿真從程序解算出發(fā),給定固定的誤差值,觀測其誤差輸出