捷联惯性测量单元的标定方法研究

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在捷联惯导系统中,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。为了提高惯导系统的使用精度,需要对误差项进行补偿。对于捷联惯导系统而言,误差的来源主要是标度因数误差、失准角误差、安装误差、零偏误差、温度敏感误差等。当惯导系统处于角运动状态或振动环境等高动态下时,则还会存在内杆臂效应误差和高次项误差。为了进一步提高惯导系统的使用精度,需要对其进行标定与补偿。本文首先介绍了杆臂效应产生的原因,分析了载体运动状态下内外杆臂对加速度计比力输入的影响。其次建立了杆臂效应误差模型。设计并完成了基于三轴转台的加速度计组合杆臂向量分立式标定实验。此外分析了杆臂向量的构成,给出了内外杆臂向量分离的方法。最后对实验结果进行了实验验证。其次,研究了基于卡尔曼滤波的杆臂向量标定方法,对卡尔曼滤波理论进行了简要介绍,并对加速度计组合杆臂效应下的卡尔曼滤波方程进行了详细推导,给出了模型中的详细参数。最后设计并完成了标定实验,并对实验结果进行了验证。为进一步验证杆臂效应是一种真实存在的物理现象,而不是数学处理技巧,设计了不同于杆臂标定的实验。通过对实验数据的杆臂误差进行补偿,验证了杆臂标定结果的正确性。最后对加速度计组合的二次项系数标定进行了研究,设计并完成了重力场下24位置法加速度计组合二次项系数标定实验。由于重力场中比力输入对加速度计组合中二次项误差激励不足,因此标定结果不准确,补偿效果不佳。为了提高补偿效果,设计并完成了基于精密离心机的加速度计组合二次项系数标定实验,分析了不同位置下内杆臂所导致的真实工作半径的变化。最后对实验结果进行了验证,证明方法的有效性。
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