雙軸慣導(dǎo)軸系非正交誤差全空間補償技術(shù)研究

曹 文

(華中光電技術(shù)研究所 武漢光電國家實驗室，武漢 430223)

雙軸慣導(dǎo)軸系非正交誤差全空間補償技術(shù)研究

曹 文

(華中光電技術(shù)研究所 武漢光電國家實驗室，武漢 430223)

旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)了捷聯(lián)慣導(dǎo)的高精度長航時導(dǎo)航，但軸系非正交誤差的存在影響著導(dǎo)航姿態(tài)精度。傳統(tǒng)軸系非正交誤差補償方法是針對旋轉(zhuǎn)軸停留在固定位置完成的，提出一種全空間的軸系非正交誤差補償方法，不限定旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)停位置。試驗結(jié)果證明該誤差補償方法較傳統(tǒng)方法更優(yōu)，對慣導(dǎo)姿態(tài)精度提升明顯。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)；雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制；軸系非正交誤差；全方位補償

0 引言

旋轉(zhuǎn)調(diào)制是一種系統(tǒng)級誤差補償方案，通過轉(zhuǎn)位機構(gòu)拖動IMU以某個坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，從而使其誤差在此坐標(biāo)系下被調(diào)制成均值為零的周期變化量，在慣性元件本身輸出精度沒有改善的情況下提高系統(tǒng)長航時的導(dǎo)航精度。單軸旋轉(zhuǎn)不能調(diào)制旋轉(zhuǎn)軸方向上慣性器件常值誤差引起的導(dǎo)航誤差，標(biāo)度因數(shù)非線性誤差也會引入一個量級較大的導(dǎo)航誤差，致使導(dǎo)航精度受到限制；雙軸旋轉(zhuǎn)能夠抵消掉所有慣性器件常值漂移引起的導(dǎo)航誤差，是旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。國外采用該技術(shù)的MK49及AN/WSN-7A系列激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)早已成熟應(yīng)用于水面艦船及潛艇中[1-4]。然而，由于機械零部件的精度和安裝工藝的限制，雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制慣導(dǎo)系統(tǒng)的內(nèi)外環(huán)旋轉(zhuǎn)軸存在不嚴(yán)格正交，這會造成IMU(慣性測量單元)存在軸系安裝誤差，本文提出一種雙軸慣導(dǎo)軸系非正交誤差全空間各個方位下的補償方法，運用該方法可以實現(xiàn)對軸系非正交誤差的全方位計算估計，實現(xiàn)任意角度的非正交誤差補償。……