ADOP可觀測(cè)性分析方法在旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)中的應(yīng)用

胡華峰， 劉 明， 李 旦， 羅 偉

(湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所，武漢 430040)

ADOP可觀測(cè)性分析方法在旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)中的應(yīng)用

胡華峰， 劉 明， 李 旦， 羅 偉

(湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所，武漢 430040)

針對(duì)旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)多位置初始對(duì)準(zhǔn)可觀測(cè)性的問題，對(duì)可應(yīng)用于初始對(duì)準(zhǔn)方案選擇的姿態(tài)精度因子(ADOP)可觀測(cè)性分析方法進(jìn)行了研究。以慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)33維狀態(tài)誤差方程為研究對(duì)象，分析ADOP方法在旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)動(dòng)順序、停留時(shí)間及模型降階方面的應(yīng)用。理論分析和仿真結(jié)果均表明該方法控制靈活、直觀有效，能夠?yàn)樾D(zhuǎn)式慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)應(yīng)用中最佳方案選擇提供依據(jù)。

ADOP；可觀測(cè)性；旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)；初始對(duì)準(zhǔn)

0 引言

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System,INS)中一個(gè)十分重要的問題就是其初始對(duì)準(zhǔn)問題。實(shí)踐證明應(yīng)用卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)INS的初始對(duì)準(zhǔn)具有較好的效果?？柭鼮V波器對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的收斂速度和精度決定著系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)的速度和精度，而這在很大程度上是由系統(tǒng)的可觀測(cè)性所決定的。因此，在設(shè)計(jì)卡爾曼濾波器之前想要研究系統(tǒng)狀態(tài)的可估計(jì)性和初始對(duì)準(zhǔn)的速度和精度，必須首先分析系統(tǒng)狀態(tài)的可觀測(cè)性[1-2]。

為了實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)系統(tǒng)快速精確對(duì)準(zhǔn)，有效改善系統(tǒng)的可觀測(cè)性，J.G.Lee和C.G.Park等研究發(fā)現(xiàn)，等效地轉(zhuǎn)動(dòng)慣性測(cè)量單元(IMU)能夠巧妙地變換導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型中的系統(tǒng)矩陣，從而改善導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀測(cè)性，實(shí)現(xiàn)快速精確對(duì)準(zhǔn)[3]。因此，對(duì)于具有旋轉(zhuǎn)功能的慣導(dǎo)系統(tǒng)，弄清轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)可觀測(cè)性和可觀測(cè)度的影響，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的對(duì)準(zhǔn)方案，對(duì)提高捷聯(lián)慣性系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)的速度和精度具有重要的意義。……