振动环境中激光陀螺惯导系统误差分析与补偿技术研究

【摘要】：现代战争对导弹等武器系统的打击精度和机动性提出了更高的要求,提高弹载惯性导航系统的性能显得非常迫切。目前,激光陀螺捷联惯导系统因其自身的优势,已在很多武器系统中得到应用。但在中远程导弹系统中,受振动环境的影响,其导航精度大幅度降低。本课题对振动环境中激光陀螺捷联惯导系统的误差产生机理和补偿技术开展了一系列研究,旨在研究提高激光陀螺捷联惯导系统精度的方法,使其能够更好的应用在中远程导弹等武器系统中。首先,从惯性导航基本方程和惯性器件误差模型出发,通过仿真分别研究了线振动和角振动环境中系统各器件误差引入的导航误差特性。重点分析了线振动环境中加速度计交叉耦合项误差引入的导航误差,同时也对角振动所引入的导航误差进行了分析。其次,分别研究了静基座和线振动环境中激光陀螺捷联惯导系统的频域特性。针对导弹等武器系统对滤波器延时的特殊要求,在数据预处理阶段设计了低阶FIR滤波器+自适应IIR陷波器的滤波参数,在保证滤波效果的同时减小了系统的延时。再次,研究了激光陀螺捷联惯导系统中加速度计的尺寸效应误差,设计了一种易于工程实现的内杆臂参数辨识方法。标定实验证明:该标定方法能够精确的标定出杆臂参数。验证实验表明:在振动环境中对加速度计尺寸效应误差进行补偿后,系统精度明显提高。最后,探讨了振动环境激中激光陀螺捷联惯导系统中惯性器件的漂移。针对振动环境中惯性器件会产生较大漂移的问题,设计了双位置卡尔曼滤波初始对准测漂方法。一系列振动误差补偿实验表明:系统导航精度提高了35%以上。
【关键词】：捷联惯导系统 激光陀螺 振动误差 误差补偿 尺寸效应
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TJ765