極區(qū)格網(wǎng)阻尼導航方法

楊 槊，李 群，姜述明，劉玉祝

(北京自動化控制設(shè)備研究所，北京100074)

極區(qū)格網(wǎng)阻尼導航方法

楊 槊，李 群，姜述明，劉玉祝

(北京自動化控制設(shè)備研究所，北京100074)

針對艦艇在極區(qū)航行時，其常用慣性導航系統(tǒng)機械編排存在精度下降、無北向基準等問題，設(shè)計了適用于極區(qū)工作的格網(wǎng)坐標系捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)機械編排。在構(gòu)建了格網(wǎng)坐標系參考框架的基礎(chǔ)上，建立了格網(wǎng)坐標系捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的機械編排，并分析了其誤差傳播特性。通過誤差分析，確定了格網(wǎng)坐標系捷聯(lián)慣導系統(tǒng)中存在的周期性振蕩，并提出了適用于格網(wǎng)坐標系捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的阻尼技術(shù)，有效抑制了周期性振蕩。最后，通過仿真實驗驗證了該系統(tǒng)在極區(qū)工作的可行性和阻尼技術(shù)的有效性。

極地導航；格網(wǎng)力學編排；誤差分析；長航時導航；阻尼

0 引言

慣性導航系統(tǒng)(Inertial Navigation System, INS)是一種完全自主式、全天候的導航系統(tǒng)，現(xiàn)已經(jīng)被廣泛地應用在艦船、飛機等軍事領(lǐng)域[1]。對于SINS而言，傳統(tǒng)的導航算法建立在以地理真北為方位參考的力學編排之上，在極區(qū)內(nèi)會因緯度升高和經(jīng)線收斂而使導航誤差增大。因此，有學者提出了基于格網(wǎng)坐標系的力學編排方案[2]，該方案能有效解決高緯度地區(qū)定位定向問題。

據(jù)報道，早在20世紀50年代末，美國海軍的“鸚鵡螺”號核潛艇潛航21天后成功穿越北極點[3]。隨后，法國、俄羅斯等國家也相繼出現(xiàn)了具備全球?qū)Ш焦δ艿膽T性導航系統(tǒng)[4]。而我國艦艇已裝備的國產(chǎn)慣性導航系統(tǒng)，大多以地理坐標系作為導航坐標系，其工作范圍限定在南北緯70°范圍內(nèi)。……