弹载惯导平台系统误差系数标定方法研究

论文摘要

本文以弹载三轴稳定平台系统误差系数的标定方法为研究对象,设计了弹载三轴稳定平台系统综合标定方案,通过对三轴稳定平台系统结构特点的分析,建立了基于主子惯导平台系统框架误差角的陀螺仪误差系数标定方法和加速度计重力矢量模观测标定方法。首先,弹载三轴稳定平台系统综合标定方案将三轴稳定平台系统误差系数的标定过程与载体向预定地点机动的过程相融合,不仅能缩短导弹发射准备时间,而且能克服载体机动对弹载三轴稳定平台误差系数标定的影响,获得了较高的标定精度,具有较高的实用价值。其次,通过对惯导平台系统结构、组成和运动传递特性进行深入分析,建立了主子惯导平台系统框架误差角动力学方程,扩展子惯导陀螺仪误差系数作为系统状态,建立包含三个主子惯导平台系统框架误差角和三个子惯导陀螺仪零次项漂移误差系数共六个状态的系统方程,以主子惯导平台系统框架误差角为观测,估计三个子惯导陀螺仪零次项漂移误差系数。仿真实验表明,基于主子惯导平台系统框架误差角的陀螺仪误差系数标定方法可观测性强,子惯导平台系统标定结果受主惯导陀螺仪误差系数影响较大,但基本不受主惯导平台基座安装误差角的影响;载体机动能更好地激励误差系数,使标定结果相对误差减小;海浪冲击对子惯导平台系统标定结果影响较小。最后,加速度计重力矢量模观测标定方法基于变换后的加速度计输出模型,以输入加速度计的当地重力矢量为观测。仿真实验表明,当平台无转位误差时,加速度计零次项误差标定结果量级达到510?0g,比例因子标定精度达到10ppm以内;对平台转位误差不敏感,误差参数标定结果不受转位精度的影响,降低了对平台稳定回路的控制精度要求。仿真实验还验证了方位失准角对模观测标定结果无影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 惯性导航系统概述
• 1.2 研究背景和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 惯导系统的系统级标定方法
• 1.3.2 传递对准方法
• 1.3.3 模观测标定方法
• 1.3.4 系统可观性分析方法
• 1.3.5 Kalman滤波理论
• 1.4 论文研究思路和内容安排
• 1.4.1 论文研究思路
• 1.4.2 论文内容安排
• 第二章 标定基础理论
• 2.1 坐标系定义及其转换关系
• 2.1.1 坐标系定义
• 2.1.2 坐标系之间的转换关系
• 2.2 平台系统误差分析
• 2.3 Kalman滤波理论
• 2.4 状态可观测度指标
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于框架误差角的陀螺仪误差参数标定方法
• 3.1 平台系统角速度耦合关系分析
• 3.1.1 横滚环r、方位环a和俯仰环f的角速度方程
• 3.1.2 环架角速度方程和框架角输出方程
• 3.2 基于框架误差角的Kalman滤波模型
• 3.2.1 带陀螺仪漂移的平台台体角速度方程
• 3.2.2 Kalman滤波模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 仿真实验验证与分析
• 4.1 载体机动方案对比分析
• 4.1.1 载体机动方案可观测性分析
• 4.1.2 载体机动方案标定结果分析
• 4.2 误差参数影响分析
• 4.2.1 主惯导误差对标定的影响
• 4.2.2 载体机动幅值对标定的影响
• 4.2.3 海浪冲击对标定的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 加速度计模观测标定方法
• 5.1 加速度计模观测标定方法
• 5.1.1 模观测标定方法
• 5.1.2 仿真实验设计
• 5.2 仿真结果分析
• 5.2.1 与传统方法对比分析
• 5.2.2 平台转位精度影响分析
• 5.2.3 失准角影响分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果