一种基于共基座安装的传递对准精度定量评估方法

摘要

本发明属于惯导系统性能评估领域，具体涉及一种针对捷联惯导系统传递对准精度的基于共基座安装的传递对准精度定量评估方法。本发明包括：将子、主惯导共基座安装于同一铝板，构建子、主惯导间方位安装失准角；将安装有子、主惯导的铝板置于高精度转台，利用光学瞄准镜使主惯导的y轴指向正北，利用激光跟踪仪测定子、主惯导y轴指向间的方位安装误差角，作为方位安装误差角基准值；主惯导开机并完成自对准。该方法获取对准精度评估的基准在传递对准之前，通过基准值和估计值的对比即可实现对准精度的定量评估。避免了对准完成后子惯导进行导航解算和平滑解算，大大降低了计算复杂度和数据存储需求；可以实现短时间内多次的重复试验。

主权项

一种基于共基座安装的传递对准精度定量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将子、主惯导共基座安装于同一铝板，构建子、主惯导间方位安装失准角；(2)将安装有子、主惯导的铝板置于高精度转台，利用光学瞄准镜使主惯导的y轴指向正北，利用激光跟踪仪测定子、主惯导y轴指向间的方位安装误差角，作为方位安装误差角基准值；(3)主惯导开机并完成自对准，进入导航状态；(4)子惯导开机；(5)主惯导向子惯导传递位置、速度、姿态矩阵；(6)子惯导进行导航解算，同步采集子、主惯导的速度、姿态信息；(7)利用卡尔曼滤波进行“速度+姿态”匹配快速传递对准解算，估计出子惯导系统误差状态；所涉及的子惯导系统误差状态向量为：$X={\left[\begin{array}{cccccccccccccc}{\phi }_{\mathrm{mx}}& {\phi }_{\mathrm{my}}& {\phi }_{\mathrm{mz}}& {\mathrm{\delta V}}_x& {\mathrm{\delta V}}_y& {\phi }_{\mathrm{ax}}& {\phi }_{\mathrm{ay}}& {\phi }_{\mathrm{az}}& {▿}_x& {▿}_y& {▿}_z& {ϵ}_x& {ϵ}_y& {ϵ}_z\end{array}\right]}^T$式中，φ_mx,φ_my,φ_mz为主惯导系到计算得到的子惯导坐标系之间的相对姿态误差；δV_x,δV_y为子惯导速度误差；φ_ax,φ_ay,φ_az为主惯导载体坐标系到实际的子惯导载体坐标系的相对姿态误差；为子惯导三个轴向的加速度计常值零偏；ε_x,ε_y,ε_z为子惯导三个轴向的陀螺常值漂移；所涉及的快速传递对准系统误差方程为：$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{·}{\phi }}_m=({\phi }_m-{\phi }_a)\times {\bar{\omega }}_{nm}^s+{ϵ}^s\\ \delta \stackrel{·}{V}=C_{\hat{s}}^n\left(\right[{\phi }_m\times ]-[{\phi }_a\times \left]\right){\bar{f}}_m^s-(2{\bar{\omega }}_{ie}^n+{\bar{\omega }}_{en}^n)\times \delta V+C_{\hat{s}}^n{▿}_s^s\\ {\stackrel{·}{\phi }}_a=0\\ \stackrel{·}{▿}=0\\ \stackrel{·}{ϵ}=0\end{array}\right.$式中，φ_m＝[φ_mx,φ_my,φ_mz]^T,φ_a＝[φ_ax,φ_ay,φ_az]^T,δV＝[δV_x,δV_y]^T,ε^s＝[ε_x,ε_y,ε_z]^T，为主惯导坐标系m相对东北天地理坐标系n的旋转角速度在子惯导坐标系s下的投影；为子惯导计算坐标系转换至东北天地理坐标系n的转换矩阵；为主惯导比力在子惯导系的投影；为地球自转角速度；为东北天地理坐标系相对于地球系的旋转角速度；(8)滤波结束后，存储主惯导载体坐标系到实际的子惯导载体坐标系的相对姿态误差φ_ax,φ_ay,φ_az，其中φ_az作为方位安装误差角估计值；(9)通过对比步骤(2)中测得的方位安装误差角基准值与步骤(8)中得到的方位安装误差角估计值，实现传递对准定量精度评估。