大角度斜置激光慣組與里程計組合導(dǎo)航方法

李 旦，劉 明，胡華峰，羅 偉

(湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計所，武漢 430040)

大角度斜置激光慣組與里程計組合導(dǎo)航方法

李 旦，劉 明，胡華峰，羅 偉

(湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計所，武漢 430040)

針對激光慣組斜置條件下慣組坐標系相對里程計坐標系是大角度的情況，建立了兩坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，推導(dǎo)了里程計輸出轉(zhuǎn)換的安裝誤差補償模型，在補償模型基礎(chǔ)上給出了安裝誤差計算公式。以慣組位移與里程計位移之差作為量測值，建立了狀態(tài)和量測方程，運用Kalman濾波技術(shù)實現(xiàn)慣組/里程計組合導(dǎo)航，最后通過跑車試驗對提出的慣性/里程計組合導(dǎo)航方法進行了驗證，結(jié)果表明了該方法的有效性。

里程計；大角度；安裝誤差；組合導(dǎo)航

0 引言

為了滿足航天飛行器無準備陣地、無依托發(fā)射的要求，必須具備能夠?qū)崿F(xiàn)自主定位定向的能力。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有自主性及封閉性，能實時輸出載體的位置、速度及姿態(tài)等信息，但是它難以克服導(dǎo)航誤差隨時間累積的缺點。里程計是一種自主的距離信息測量傳感器，它與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合之后能夠起到抑制慣性誤差發(fā)散的作用，因此采用慣性/里程計組合方案能夠建立高精度自主定位定向?qū)Ш较到y(tǒng)。

激光慣組精度高、穩(wěn)定性好，是實現(xiàn)高精度自主定位定向的重要組成部分。由于激光陀螺存在死區(qū)，激光慣組通常工作在機械抖動偏頻模式下，在此模式下激光陀螺噪聲較大，難以實現(xiàn)高精度定向。因此將激光慣組斜置，使慣組的3個正交軸與水平面保持一個較大的角度，這樣慣組繞天向軸旋轉(zhuǎn)時激光陀螺可以工作在速率偏頻模式下，此模式下激光慣組避開了激光陀螺死區(qū)，同時激光陀螺噪聲小、定向精度高。……