捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法，其中，包括：第一步，建立惯导标定补偿模型；第二步，建立惯导标定补偿误差模型；第三步，标定转序编排与数据采集；第四步，进行标定误差解算及修正；标定解算过程包括：a)定义标定地点的东北天坐标系为导航坐标系；b)在翻转过程时间内，进行姿态更新；c)在翻转后的第二个位置的T1时间内进行开环导航姿态、位置、速度解算；d)计算相关矩阵和误差参数；e)采用a)～d)的计算方法，得到第2次至第18次的翻转数据；f)计算标定补偿误差参数；h)迭代计算，得到捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定结果。本发明专利技术基于最小二乘辨识方法的缺点，无基准条件下，实现惯导在不同初始姿态、不同转序下的高精度标定。

【技术实现步骤摘要】
捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法
本专利技术涉及惯导
，特别涉及一种捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法。
技术介绍
捷联惯导系统(以下简称惯导)的系统级标定主要有两种技术方案：(1)基于kalman滤波的系统级标定方案；(2)基于最小二乘辨识的系统级标定方案。基于kalman滤波的系统级标定方法是建立惯导系统的误差方程，将惯导的补偿参数的误差列为被估计状态，通过建立相应维数状态方程和观测方程，并辅以适当的转台操作，利用kalman滤波器对惯导补偿参数的误差进行估计和修正，进而实现惯导的系统级标定。基于kalman滤波的系统级标定方法存在一些缺点：(1)该方法适用于高精度惯导(陀螺零偏稳定性优于0.1°/h)，对中等精度惯导效果不好；(2)只能在转台上实现，不能采用手工翻动，且对转台转轴相交度要求较高；(3)该方法可观测性分析复杂，对标定过程中的转序编排有难度；(4)标定过程的转动中产生的内杆臂效应、外杆臂效应、陀螺及加速度计数据的不同步性造成的误差会严重影响标定精度。而基于最小二乘辨识系统级标定方法需要建立惯导标定补偿模型和惯导误差方程，通过观测加速度计输出的比力、导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法，其特征在于，包括：第一步，建立惯导标定补偿模型，包括：首先定义惯性坐标系为i系，定义惯导坐标系为b系，惯导的三个敏感轴分别为X轴、Y轴和Z轴，且X、Y和Z轴相互垂直正交，惯导有三个陀螺仪分别为X陀螺仪、Y陀螺仪和Z陀螺仪，三个加速度计分别为X加速度计、Y加速度计和Z加速度计，且X陀螺仪和X加速度计与b系的X轴重合，Y陀螺仪和Y加速度计与b系的Y轴重合，Z陀螺仪和Z加速度计与b系的Z轴重合；惯导在b系的标定补偿模型为：角速度通道：

【技术特征摘要】
1.一种捷联惯导系统晃动基座上的系统级标定方法，其特征在于，包括：第一步，建立惯导标定补偿模型，包括：首先定义惯性坐标系为i系，定义惯导坐标系为b系，惯导的三个敏感轴分别为X轴、Y轴和Z轴，且X、Y和Z轴相互垂直正交，惯导有三个陀螺仪分别为X陀螺仪、Y陀螺仪和Z陀螺仪，三个加速度计分别为X加速度计、Y加速度计和Z加速度计，且X陀螺仪和X加速度计与b系的X轴重合，Y陀螺仪和Y加速度计与b系的Y轴重合，Z陀螺仪和Z加速度计与b系的Z轴重合；惯导在b系的标定补偿模型为：角速度通道：加速度通道：其中，上标b表示相关参数在b系上的投影，为陀螺仪输出的b系相对i系的转动角速度，fb为加速度计输出的比力，Ng＝[NgxNgyNgz]T，Ngx为X陀螺仪单位时间内输出的原始脉冲量，Ngy为Y陀螺仪单位时间内输出的原始脉冲量，Ngz为Z陀螺仪单位时间内输出的原始脉冲量，Na＝[NaxNayNaz]T，Nax为X加速度计输出的原始脉冲量、Nay为Y加速度计输出的原始脉冲量，Naz为Z加速度计输出的原始脉冲量，Kg为角速度通道补偿矩阵，ε＝[εxεyεz]T，εx为X陀螺常值漂移，εy为Y陀螺常值漂移，εz为Z陀螺常值漂移，Ka为加速度通道补偿矩阵，为X加速度计常值偏置，为Y加速度计常值偏置，为Z加速度计常值偏置；第二步，建立惯导标定补偿误差模型，包括：当惯导标定参数不够准确时，解算的角速度和比力fb也会有误差，误差模型为：其中，δKgx为X陀螺的标度因数误差，δKgy为Y陀螺的标度因数误差，δKgz为Z陀螺的标度因数误差，Egxy为X陀螺仪与惯导Y轴的安装误差，Egxz为X陀螺仪与惯导Z轴的安装误差，Egyx为Y陀螺仪与惯导X轴的安装误差，Egyz为Y陀螺仪与惯导Z轴的安装误差，Egzx为Z陀螺仪与惯导X的安装误差、Egzy为Z陀螺仪与惯导Y轴的安装误差，为陀螺仪输出角速度误差，为惯导X轴向输入的真实角速度，为惯导Y轴向输入的真实角速度，为惯导Z轴向输入的真实角速度，δεx为X陀螺仪的残余常值零偏、δεy为Y陀螺仪的残余常值零偏，δεz为X陀螺仪的残余常值零偏，δfb为加速度计输出比力误差，为惯导X轴向输入的真实比力，为惯导Y轴向输入的真实比力，为惯导Z轴向输入的真实比力，δKax为X陀螺标度因数误差，δKay为Y陀螺的标度因数误差，δKaz为Z陀螺的标度因数误差，Eayx为Y轴加速度计与惯导X轴的安装误差，Eazx为Z轴加速度计与惯导X的安装误差，Eazy为Z轴加速度计与惯导Y轴的安装误差，为X轴加速度计的残余常值偏置，为Y轴加速度计的残余常值偏置，为Z轴加速度计的残余常值偏置；第三步，标定转序编排与数据采集，包括：惯导的系统级标定方法采用静止-翻转-静止的转序编排策略，在第一个位置静止T1时间，然后在T2时间内完成第一次翻转，然后在第二个位置再静止T1时间，然后再在T2时间内完成第二次翻转，以此类推，共翻转18次，在19个位置保持静止；然后将整个标定过程的惯导输出的原始数据采集；第四步，进行标定误差解算及修正，包括：假设惯导系统经过粗略标定，初始标定参数分别为Kg0，ε0，Ka0，输出的带有误差的角速度和比力分别为即系统级标定采用静止-翻转-静止的转动策略，相应的解算过程为，前一静止过程进行初始对准，翻转过程进行姿态更...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛磊，马仁冬，王亚凯，师兰芳，李向东，殷楠，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11