旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究.pdf

第32卷第1期
系统工程与电子技术
Vol 32 No
2010年1月
Systems Engineering and Electronics
Jan.2010
文章编号:1001-506X(2010)01-0122-04
旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究
孙枫,孙伟
哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江尔滨150001)
摘要:利用旋转法补偿螺移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单
,中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,遹过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移彩响。提出了一种
新的单轴旋转调制方彙,对该方窠进行了理论推导、分析和仿真。与以往的単轴旋转方式及朱采用旋转方式时的
导航误差进行了比较,结果表明本方案可以消除所有方向上陀螺常值漂移的影响,从而大大提高位置和姿态
精度。
关键词:捷联惯导系统;自动补偿;旋转调制y陀螺漂移;惯性测量单元
中图分类号:U66.12
文献标志码:A
Research on auto-compensation by rotation in
strapdown inertial navigation systems
SUN Feng, SUN Wei
(Automation Coll., Harbin Engineering Univ, Harbin 150001,China)
Abstract: Using rotation to compensate gyro drift is an effective method to improve the accuracy of strap
down inertial navigation sys ems(NS).The constant drift of gyros in the inertial measurement unit(IMU)is
translated into periodic signals by the use of rotation and can be eliminated by integration operation. A new
single-axis rotation modulation scheme is proposed firstly. Then the proposed scheme is derived and analyzed
theoretically, and a simulation experiment is demonstrated. The simulation results show that the presented
scheme can effectively eliminate the effects of gyro constant drift in all directions compared with the conventional
single-axis rotation method and non-rotation method, thus making an improvement in the accuracy of position
and attitudes greatly.
Keywords: strapdown inertial navitation system auto-compensation; revolution-modulation; gyro drift
Inertial measurement unit
的优点
本文在分析旋转式自动补偿的原理基础上,提出一种
陀螺仪漂移一般分为常值漂移和随机漂移?,常值漂新的旋转方法,通过单轴转动,调制和抵消三个陀螺的常值
移虽然可以事先测定与补偿,但实际上总是变化的。除了漂移。
有逐次启动漂移外,还有逐日漂移等慢变化,在一次启动后
随若陀螺仪运转时间的增长,漂移也会缓慢地变化,影响系1旋转法陀螺自补偿
统精度。
一般的捷联惯性导航系统,IMU是直接固联在运载体
旋转调制方法2是一种自校正方法,它可以在不使用上,它们之间没有相对的运动。旋转式自动补偿方法是
外部信息的条件下,通过对惯性测量单元( inertial measure将安装有陀螺仪的IMU相对载体坐标系(B坐标系,
ment unit,IMU)的转动]来调制陀螺仪的漂移,从而达 Oisy2)旋转,使陀螺漂移沿着载体坐标系呈周期性变化。
到误差补偿的目的们。采用这种自动补偿法可以提高捷联设Oax.y,x,为IMU坐标系,S坐标系是随着IMU位置改变
惯导系统长时间工作的精度,充分发挥惯性导航“自主性”的一个时变坐标系。
收稿日期:2008-11-05;修回日期:2009-04-05
甚金项目:国家自然科学基金(60775001,60834005)资助课题
作者简介:孙枫(1944-),男,教投,博士,主要研究方向为惯性导航。E-mail:sunwei-3775235163.com
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