惯性导航技术的发展及其应用 被引量：35

1

作者 周徐昌 沈建森 《兵工自动化》 2006年第9期55-56,59,共3页

惯性导航技术,通过陀螺和加速度计测量载体的角速率和加速度信息,经积分运算得到载体的速度和位置信息。包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯导系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯导... 惯性导航技术,通过陀螺和加速度计测量载体的角速率和加速度信息,经积分运算得到载体的速度和位置信息。包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯导系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯导系统利用相对导航坐标系角速度计算姿态矩阵,把雷体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向并进行导航计算。该技术的发展和应用趋势,以惯性导航和GPS卫星导航的组合导航最为典型。 展开更多

关键词 惯性导航 平台式惯导系统 捷联惯导系统 组合导航

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混合式光纤陀螺惯导系统在线自主标定 被引量：19

2

作者 翁海娜 宫京 +2 位作者 胡小毛 高峰 张宇飞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期1-5,共5页

混合式光纤陀螺惯导系统IMU的安装误差、光纤陀螺的漂移及标度因数等参数会随着时间发生变化,对系统误差产生影响,使系统在使用一段时间之后精度发生变化,因而需要重新标定。在混合式系统中,通过台体旋转调制,惯性元件常值漂移误差对系... 混合式光纤陀螺惯导系统IMU的安装误差、光纤陀螺的漂移及标度因数等参数会随着时间发生变化,对系统误差产生影响,使系统在使用一段时间之后精度发生变化,因而需要重新标定。在混合式系统中,通过台体旋转调制,惯性元件常值漂移误差对系统的影响得到抑制,但安装误差和标度因数误差对系统的影响无法得到完全调制,这些误差会与地速及旋转角速率耦合,引起锯齿形速度误差,降低了系统的各项性能。针对混合式惯导系统,建立了IMU误差模型,设计出一种在线自主标定方法,并进行了可观性分析。该方法采用"速度+位置"匹配,对惯导系统30项相关误差项进行在线标定。系统实验结果表明,系统级在线标定参数较分立式标定参数在导航定位精度上提高了半个数量级。 展开更多

关键词 在线自主标定 台体旋转调制 混合式惯导系统 平台式惯导系统

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多阻尼系数的全阻尼惯导系统的设计与实现 被引量：9

3

作者 程建华 时俊宇 +1 位作者 荣文婷 晏亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期786-791,共6页

针对纬度和方位的地球周期振荡误差降低惯导系统导航定位精度的问题,以实际研制的惯性导航系统为对象,引入三阶方位阻尼网络,采用逐次尝试的方法,设计了多阻尼系数的方位阻尼网络,实现了地球周期振荡误差的阻尼,且能适应于载体的多种机... 针对纬度和方位的地球周期振荡误差降低惯导系统导航定位精度的问题,以实际研制的惯性导航系统为对象,引入三阶方位阻尼网络,采用逐次尝试的方法,设计了多阻尼系数的方位阻尼网络,实现了地球周期振荡误差的阻尼,且能适应于载体的多种机动运动状态;在此基础上采用自动补偿技术减小状态切换过程中的超调误差.通过速度误差计算机比对仿真结果可以看出,全阻尼惯导系统方案能实现地球周期的阻尼,自动补偿技术能实现状态切换的平滑切换. 展开更多

关键词 平台式惯导系统 方位阻尼 多阻尼系数 超调补偿

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基于伪地球坐标系的惯导系统全球导航算法 被引量：7

4

作者 刘猛 李光春 +2 位作者 高延滨 李莹 王帝 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期442-448,共7页

由于极区特殊的地理、电磁条件,惯性导航因其自主性和信息完备性使之成为极区导航的首选。然而在考虑全球执行能力时,现有常用的任何一种力学编排方案都不能单独的实现全球导航。通常采用组合编排的方式,这样则不利于惯导算法的全球统... 由于极区特殊的地理、电磁条件,惯性导航因其自主性和信息完备性使之成为极区导航的首选。然而在考虑全球执行能力时,现有常用的任何一种力学编排方案都不能单独的实现全球导航。通常采用组合编排的方式,这样则不利于惯导算法的全球统一。基于此提出了基于伪地球坐标系的全球导航算法。该方案在全球导航时可以实现惯导算法的内在统一,并可保证物理平台的平稳切换,从而实现平台惯导与捷联惯导系统编排方案的统一。另外,该方案也更方便同其它局部惯导系统进行交互通信,仅不同的参数转换单元是必需的。同时,简单的切换逻辑也可以减小程序设计的复杂度和降低计算机负担。最后通过仿真证明了该算法的可行性。 展开更多

关键词 伪地球坐标系 全球导航 极区导航 捷联惯导系统 平台惯导系统

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机载平台式惯导系统导电环故障机理分析及解决措施 被引量：6

5

作者 张东荣 党进 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期645-647,共3页

导电环是平台式惯导系统惯性平台的重要组成部分,主要承担惯性平台台体内各种信号与系统的传输和交联,导电环发生故障直接会导致惯导系统失效。针对导电环三种故障模式:接触电阻变大、绝缘强度降低以及烧坏,本文采用微动磨损和电接触理... 导电环是平台式惯导系统惯性平台的重要组成部分,主要承担惯性平台台体内各种信号与系统的传输和交联,导电环发生故障直接会导致惯导系统失效。针对导电环三种故障模式:接触电阻变大、绝缘强度降低以及烧坏,本文采用微动磨损和电接触理论,结合作者的实际工作经验,对故障机理进行了分析,提出了相应的改进措施。这些措施均在生产中得到落实。落实措施后的故障统计表明,采取的改进措施有效,导电环的故障率与原来相比降低了38%。 展开更多

关键词 平台式惯导系统 惯性平台 导电环 接触电阻 电接触 微动磨损

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基于陀螺敏感轴系的平台连续翻滚自标定算法 被引量：5

6

作者 连丁磊 夏刚 +1 位作者 王汀 赵长山 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第2期24-29,共6页

针对惯性平台误差标定建模问题进行了研究,详细分析了陀螺安装误差和加速度计安装误差对导航结果的影响,建立了基于陀螺敏感轴系基准的平台自标定模型。该模型以陀螺敏感轴为基础定义了平台坐标系,以该坐标系为基准,陀螺的安装误差角由... 针对惯性平台误差标定建模问题进行了研究,详细分析了陀螺安装误差和加速度计安装误差对导航结果的影响,建立了基于陀螺敏感轴系基准的平台自标定模型。该模型以陀螺敏感轴为基础定义了平台坐标系,以该坐标系为基准,陀螺的安装误差角由9个减少到3个,加速度计安装误差由9个减少到6个,降低了模型的复杂程度。通过建立以加速度计输出为量测信息的标定仿真。结果表明各项误差标定结果均能准确收敛于真值,证明了标定模型的有效性。 展开更多

关键词 惯性平台 陀螺 连续翻滚 自标定模型 卡尔曼滤波

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平台式惯导系统方位调制的转速优化 被引量：5

7

作者 王东升 张海峰 +3 位作者 张园园 仲岩 宋健力 史文 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期312-317,共6页

通过周期调制水平惯性组件误差,方位旋转调制技术有效地降低了水平陀螺漂移和加速度计零偏对系统工作精度的不利影响,提高了惯导系统的导航精度。研究了基于方位旋转的平台式惯导系统误差模型,推导了系统误差与主要误差源之间的解析表... 通过周期调制水平惯性组件误差,方位旋转调制技术有效地降低了水平陀螺漂移和加速度计零偏对系统工作精度的不利影响,提高了惯导系统的导航精度。研究了基于方位旋转的平台式惯导系统误差模型,推导了系统误差与主要误差源之间的解析表达式。在此基础上,详细分析了转速对速度误差、位置误差和航向误差等主要指标调制效果的影响。分析表明:当转速从30(°)/h增加到60(°)/h时,速度误差变大,位置和航向误差中的旋转周期振荡急剧减小,其中位置误差中的旋转周期振荡幅度减小了55.08%;但当转速超过60(°)/h时,位置和航向误差中的旋转周期振荡减小程度很小,效果微弱,而速度误差继续增大。综合考虑转速对三项误差参数的影响,方位调制转速取60(°)/h为宜。 展开更多

关键词 旋转调制技术 平台式惯导系统 转速优化 误差分析

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基于惯性稳定平台的ZL11-1A海洋重力仪性能评估 被引量：5

8

作者 袁园 高金耀 高巍 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第1期22-26,共5页

在大地测量学、地球动力学和海洋科学研究中,船载重力仪已被证明是有效获取地球重力场中短波长信号的主要工具。为评估新型惯性稳定平台重力仪ZL11-1A运行稳定性和作业有效性,2018年6月,将其与GT-2M和LCR-SII船载重力仪同船安装并在南... 在大地测量学、地球动力学和海洋科学研究中,船载重力仪已被证明是有效获取地球重力场中短波长信号的主要工具。为评估新型惯性稳定平台重力仪ZL11-1A运行稳定性和作业有效性,2018年6月,将其与GT-2M和LCR-SII船载重力仪同船安装并在南海北部进行同步对比试验。对该仪器结构、传感器性能和数据处理流程进行了概述。其中,数据处理关键环节包括使用卡尔曼滤波来估计在高动态环境下获得数据的运动干扰误差,以及一个300 s长的FIR滤波器来去除高频零均值噪声。结果表明,在相同的测试环境下,ZL11-1A的精度略低于GT-2M,但明显高于LCR。这意味着ZL11-1A可以满足1 mGal或更高标准的地球物理要求。 展开更多

关键词 船载重力仪 平台惯性导航系统 ZL11-1A重力仪 内符合精度 外符合精度

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惯性平台的振动引起惯导系统航向漂移的研究 被引量：4

9

作者 王芳 郭青 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第1期42-44,共3页

文中分析了某型平台式惯性导航系统航向漂移产生的主要原因。研究了由振动产生的系统水平轴航向效应漂移的机理,以及利用上、下陀螺配对减小系统航向效应漂移的机理,并通过试验测试表明,此项航向效应漂移可达0.2/°h,利用上、下陀... 文中分析了某型平台式惯性导航系统航向漂移产生的主要原因。研究了由振动产生的系统水平轴航向效应漂移的机理,以及利用上、下陀螺配对减小系统航向效应漂移的机理,并通过试验测试表明,此项航向效应漂移可达0.2/°h,利用上、下陀螺配对后可将此项漂移减小到原来的十分之一以内。 展开更多

关键词 平台式惯性导航系统 航向效应漂移 不等刚度漂移 平台振动

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平台式惯性导航系统在线可靠性评估技术 被引量：4

10

作者 钱超 张子剑 李大伟 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期309-315,共7页

平台式惯性导航系统是现代导航的重要设备,由于其所处环境和制造工艺各不相同,导致各个体之间的可靠性有着明显的差异。如果对收集到的性能误差数据进行统一处理,无法准确地反映个体之间的差异性,不利于掌握平台式惯性导航系统个体的可... 平台式惯性导航系统是现代导航的重要设备,由于其所处环境和制造工艺各不相同,导致各个体之间的可靠性有着明显的差异。如果对收集到的性能误差数据进行统一处理,无法准确地反映个体之间的差异性,不利于掌握平台式惯性导航系统个体的可靠性规律。针对该问题,对平台式惯性导航系统的在线可靠性评估方法进行了重点研究。结合平台式惯性导航系统使用过程中的性能变化特点和失效机理,利用复合Poisson过程建立了其性能退化模型,并给出了性能参数评估方法。通过算例分析,说明建立的性能退化模型能够较好地描述平台式惯性导航系统的性能退化规律,有助于掌握平台式惯性导航系统的可靠性水平。 展开更多

关键词 在线可靠性 性能退化 复合POISSON过程 可靠性评估 平台式惯性导航系统

原文传递

基于 Bootstrap 方法的平台惯导系统标定参数重复性区间预测 被引量：3

11

作者 党宏涛 杜祖良 +1 位作者 任宏文 王常虹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期411-414,共4页

为了对存贮的平台惯导系统进行选择使用和性能评判,需要对每个惯导系统标定参数重复性进行当前或未来时间点的区间预测。考虑到每个惯导系统历次标定参数重复性具有不同参数的分布特性和批次,惯导系统在相同的存贮寿命阶段标定参数重复... 为了对存贮的平台惯导系统进行选择使用和性能评判,需要对每个惯导系统标定参数重复性进行当前或未来时间点的区间预测。考虑到每个惯导系统历次标定参数重复性具有不同参数的分布特性和批次,惯导系统在相同的存贮寿命阶段标定参数重复性具有相同参数的分布特性,提出了基于Bootstrap方法的加权组合区间预测方法,并给出了1σ预测区间的上、下界均值。将该方法应用到不同批次的平台惯导系统加速计零偏重复性区间预测中,对应1σ的预测区间平均正确率为71.88%,表明该方法不仅具有良好的短期区间预测效果,而且依据预测区间的长度对平台惯导重复性性能评判也具有很好的应用价值。 展开更多

关键词 BOOTSTRAP方法 平台惯导系统 重复性 区间预测 性能评判

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弹用平台惯导系统空中动基座对准技术 被引量：3

12

作者 杨博 胡平华 敬军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第2期151-154,共4页

通过建立动基座对准速度匹配的系统模型,对影响传递对准的一些重要因素如杆臂效应、挠曲振动等进行了分析,按照既定的载机机动方案采集飞行数据进行离线仿真。仿真结果表明,自适应卡尔曼滤波可达到对准时间15min,水平对准误差小于1′,... 通过建立动基座对准速度匹配的系统模型,对影响传递对准的一些重要因素如杆臂效应、挠曲振动等进行了分析,按照既定的载机机动方案采集飞行数据进行离线仿真。仿真结果表明,自适应卡尔曼滤波可达到对准时间15min,水平对准误差小于1′,方位对准误差小于6′,水平轴陀螺测漂小于0.02(°)/h的指标要求,证明S形机动速度匹配自适应卡尔曼滤波方案设计正确。利用机载试验数据进行的离线仿真验证,在将自适应卡尔曼滤波理论应用于工程实际方面以及对空中动基座对准方案的试验验证方面具有创新性。 展开更多

关键词 动基座对准 平台惯导系统 卡尔曼滤波 空中

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一种统一惯性导航方法

13

作者 魏宗康 黄云龙 《导航与控制》 2017年第6期1-4,63,共5页

捷联式和平台式惯性导航系统的导航方程不同:同一惯性测量系统选取不同导航坐标系时,导航方程也不同;各类力学编排形式多样、结构复杂且输出结果具有局限性。针对这些问题,提出一种统一惯性导航方法。惯性导航试验结果表明,基于统一惯... 捷联式和平台式惯性导航系统的导航方程不同:同一惯性测量系统选取不同导航坐标系时,导航方程也不同;各类力学编排形式多样、结构复杂且输出结果具有局限性。针对这些问题,提出一种统一惯性导航方法。惯性导航试验结果表明,基于统一惯性导航方程与基于传统惯性导航方程解算的结果一致,验证了统一惯性导航方程的有效性。 展开更多

关键词 惯性导航 导航方程 平台惯性导航 捷联惯性导航

原文传递

平台惯导系统飞行试验性能误差分析 被引量：2

14

作者 张东荣 叶斌 党进 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2011年第1期74-77,共4页

针对某型平台式惯导系统试飞中存在的性能超差现象,对惯导系统误差机理和飞行数据进行了分析,提出了影响飞行性能的误差因素。根据分析结果,从提高惯性元件精度和对相关误差进行标定和补偿两方面采取措施对惯导系统进行改进。改进后的... 针对某型平台式惯导系统试飞中存在的性能超差现象,对惯导系统误差机理和飞行数据进行了分析,提出了影响飞行性能的误差因素。根据分析结果,从提高惯性元件精度和对相关误差进行标定和补偿两方面采取措施对惯导系统进行改进。改进后的惯导系统经过试飞验证,其性能满足设计指标,表明所采取的改进措施有效可行。 展开更多

关键词 平台惯导系统 飞行试验 误差分析

原文传递

三路旋转变压器/数字转换模块接口电路设计 被引量：2

15

作者 李熠 张京娟 +1 位作者 张仲毅 刘俊成 《现代电子技术》 2009年第1期65-67,共3页

介绍基于ISA总线的三路旋转变压器/数字转换模块接口电路的设计及应用。接口电路采用三个旋转变压器/数字转换模块分别控制三路测角信号的数字量转换,测角的时间周期短,精度高,且输出顺序不受硬件电路的限制,既可以三个角度同时准确输出... 介绍基于ISA总线的三路旋转变压器/数字转换模块接口电路的设计及应用。接口电路采用三个旋转变压器/数字转换模块分别控制三路测角信号的数字量转换,测角的时间周期短,精度高,且输出顺序不受硬件电路的限制,既可以三个角度同时准确输出,也可以某一个角度单路输出。接口电路已经成功应用在某平台惯导系统俯仰、横滚、航向三个姿态角的测量中,能够在平台惯导100 ms的控制周期内准确输出三个姿态角,测角精度达到10″。接口电路在测量精度和时间周期上都达到了要求。 展开更多

关键词 旋转变压器/数字转换模块 ISA总线 接口电路 平台惯导系统

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高精度平台式惯导系统的实现 被引量：1

16

作者 张东荣 叶斌 党进 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期59-62,共4页

惯导系统的导航精度随着导航时间的增加而增加,其中惯性测量元件是影响惯导系统的主要因素。旋转调制技术能够在现有惯性元件精度的条件下大幅提高系统导航性能,是提高惯导系统长时间导航精度的主要方法之一。文中在国产平台式标准惯导... 惯导系统的导航精度随着导航时间的增加而增加,其中惯性测量元件是影响惯导系统的主要因素。旋转调制技术能够在现有惯性元件精度的条件下大幅提高系统导航性能,是提高惯导系统长时间导航精度的主要方法之一。文中在国产平台式标准惯导系统的基础上,通过改进算法和方位施矩回路,将由惯性测量元件水平方向上随时间发散误差量调制为常值误差,并通过阻尼进行消除,从而实现系统的高精度性能。仿真和试验验证结果表明,文中所设计的系统达到了预期的目的,具有较好的实用价值。 展开更多

关键词 平台式惯导系统 方位旋转 惯性测量元件 陀螺漂移

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惯性系下平台惯导传递对准方法 被引量：1

17

作者 高伟 单为 +1 位作者 徐博 程正生 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1151-1156,共6页

由于导弹的高速旋转导致其内部的子惯导平台难以施矩,不能跟踪地理系,在发射前需要使子惯导平台跟踪惯性系,而主惯导则一直跟踪地理系。针对这一情况的传递对准应用问题给出了相应的解决办法。首先介绍了跟踪惯性系平台惯导的工作原理,... 由于导弹的高速旋转导致其内部的子惯导平台难以施矩,不能跟踪地理系,在发射前需要使子惯导平台跟踪惯性系,而主惯导则一直跟踪地理系。针对这一情况的传递对准应用问题给出了相应的解决办法。首先介绍了跟踪惯性系平台惯导的工作原理,然后针对这种情况,提出了2种惯性系下传递对准的方法,分别是平台惯性系以及地心惯性系下的速度匹配。经过对比分析,仿真结果说明平台惯性系下的方位失准角精度不高,而地心惯性系下在3个方向上都达到了误差小于1′的精度,是一种可行的对准方法。 展开更多

关键词 传递对准 平台惯导 惯性系 速度匹配 卡尔曼滤波

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船用惯导双平台双位置海上启动方法 被引量：1

18

作者 邹铁军 艾光彬 +1 位作者 姚琪 张礼伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期561-564,共4页

针对平台式惯导系统海上动态启动时传统的罗经对准方法和传递对准方法的缺点,提出了一种双平台双位置海上启动方法。粗对准阶段以牵引惯导提供的姿态角作为水平和航向基准通过伺服回路完成粗水平调平和粗方位对准。精对准阶段建立了双... 针对平台式惯导系统海上动态启动时传统的罗经对准方法和传递对准方法的缺点,提出了一种双平台双位置海上启动方法。粗对准阶段以牵引惯导提供的姿态角作为水平和航向基准通过伺服回路完成粗水平调平和粗方位对准。精对准阶段建立了双位置下的卡尔曼滤波方程,实现了东向陀螺漂移的估计补偿,解决了海上启动时对舰船匀速直航的限定条件。仿真结果表明,相比传统的海上启动法,在0.01(°)/h的东向陀螺漂移的情况下方位失准角的估计误差由2′减小到0.5′左右。 展开更多

关键词 平台式惯导系统 海上启动 双平台双位置 速度匹配

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平台惯导系统中的半球谐振陀螺 被引量：1

19

作者 余波 周强 +3 位作者 方针 方海斌 简福斌 韩世川 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第4期494-497,共4页

半球谐振陀螺仪(HRG)是一种高精度、高可靠、长寿命的新型固体振动陀螺仪。为了使陀螺可适用于平台惯导系统的应用,通过对半球陀螺控制电路的改进,提高了半球陀螺的动态特性、带宽、精度等性能指标,测试结果表明,半球陀螺的动态测量范... 半球谐振陀螺仪(HRG)是一种高精度、高可靠、长寿命的新型固体振动陀螺仪。为了使陀螺可适用于平台惯导系统的应用,通过对半球陀螺控制电路的改进,提高了半球陀螺的动态特性、带宽、精度等性能指标,测试结果表明,半球陀螺的动态测量范围达到-60^+60(°)/s;带宽扩展到≥75 Hz;漂移达到0.06(°)/h,满足了平台惯导系统的应用需求。 展开更多

关键词 半球谐振陀螺仪 平台惯导系统 动态特性 带宽 控制电路 漂移

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平台惯导系统连续自标定转速优化 被引量：1

20

作者 王琪 秦伟伟 +1 位作者 邹细刚 吴艳 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第5期94-99,共6页

加矩角速度作为连续自标定系统的输入激励之一,对平台惯导系统连续自标定的标定精度有着直接的影响。本文对连续自标定中加矩角速度的影响进行了分析,并通过分析结果设计了最优的加矩角速度。首先,给出了平台连续自标定模型,就加矩角速... 加矩角速度作为连续自标定系统的输入激励之一,对平台惯导系统连续自标定的标定精度有着直接的影响。本文对连续自标定中加矩角速度的影响进行了分析,并通过分析结果设计了最优的加矩角速度。首先,给出了平台连续自标定模型,就加矩角速度对连续自标定模型和系统输出的影响进行了定性分析。其次,针对卡尔曼滤波的滤波过程,推导了状态量估计误差与初始估计误差之间的关系,并以此分析了卡尔曼滤波过程中的误差传播关系,定义了状态量的可观测性指标。最后,以状态量的可观测性最好为原则,得出了最优的加矩角速度。仿真分析结果表明,相比于其他加矩角速度输入,在最优加矩角速度输入下,平台误差系数的标定精度能够提高约1个数量级。 展开更多

关键词 制导武器 平台惯导系统 连续自标定 加矩角速度 可观测性 卡尔曼滤波

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