IMU安装及标度因数误差动态参数辨识方法 被引量：8

1

作者 彭惠 熊智 +2 位作者 王融 刘建业 王洁 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期42-49,F0003,共9页

空间飞行器高动态运动特性可能导致惯性导航系统中惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的安装误差和标度因数误差发生显著变化,若不采用动态参数辨识技术加以在线标定和补偿,将可能严重影响导航精度。文章设计了一种IMU安装误差... 空间飞行器高动态运动特性可能导致惯性导航系统中惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的安装误差和标度因数误差发生显著变化,若不采用动态参数辨识技术加以在线标定和补偿,将可能严重影响导航精度。文章设计了一种IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方法,建立了包含安装误差和标度因数误差在内的IMU误差模型,设计了基于卡尔曼滤波的IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方案,分析了不同机动飞行方式下IMU安装误差和标度因数误差的可观测性。仿真结果表明,利用所设计的动态参数辨识方法能较为准确地对安装误差及标度因数误差进行在线标定和补偿校正,有效提高了惯性导航系统精度。 展开更多

关键词 惯性传感器 安装误差 标度因数误差 误差建模 动态辨识 导航

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双惯导联合旋转调制光纤陀螺标度因数误差自校正方法 被引量：8

2

作者 崔加瑞 吴文启 +2 位作者 马铁锋 王茂松 季承俊 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期561-568,共8页

旋转调制光纤陀螺航海惯导系统中,光纤陀螺标度因数误差会与地球自转角速度耦合产生等效的天向和北向陀螺漂移误差,也会与船体摇摆角速度以及惯性测量单元旋转调制角速度耦合产生短时动态误差,限制了长航时航海惯性导航精度。通过使用... 旋转调制光纤陀螺航海惯导系统中,光纤陀螺标度因数误差会与地球自转角速度耦合产生等效的天向和北向陀螺漂移误差,也会与船体摇摆角速度以及惯性测量单元旋转调制角速度耦合产生短时动态误差,限制了长航时航海惯性导航精度。通过使用两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统进行联合旋转调制,提出一种光纤陀螺标度因数误差在线估计与自校正方法。根据两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统的水平旋转轴空间夹角关系建立观测方程,实现在线估计滤波。半实物仿真结果表明,自主导航过程中光纤陀螺标度因数误差在线估计精度优于1 ppm,利用输出校正方式在线补偿光纤陀螺标度因数误差导致的惯导定位误差,有效抑制了两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统定位误差的增长。实际转台模拟实验中,两套三轴旋转调制光纤陀螺惯导系统300 h纯惯性导航整体定位最大误差分别减小25%和40%。算法采用地心地固坐标系,因此也适用于极区导航情况。 展开更多

关键词 双惯导系统 光纤陀螺 标度因数误差 旋转调制

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光纤陀螺标度因数的测试误差分析 被引量：10

3

作者 那永林 李丽坤 +2 位作者 吴衍记 孙国飞 于怀勇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期472-477,共6页

为了进一步提高光纤陀螺标度因数的测试精度,对光纤陀螺标度因数测试过程进行理论分析,确定了影响光纤陀螺标度因数测试误差的主要因素,并进行了计算机仿真和实验验证。结果表明:由于安装误差、北向地速分量以及转台速率精度的影响,光... 为了进一步提高光纤陀螺标度因数的测试精度,对光纤陀螺标度因数测试过程进行理论分析,确定了影响光纤陀螺标度因数测试误差的主要因素,并进行了计算机仿真和实验验证。结果表明:由于安装误差、北向地速分量以及转台速率精度的影响,光纤陀螺测试起始位置和采样时间的选择均会给小速率标度因数不对称性和非线性度的测试带来误差,而大速率标度因数的测试基本不受影响;通过对各输入速率点进行整圈采样,可以有效地降低小速率标度因数的测试误差,使其测试精度提高1个量级以上,实现对光纤陀螺标度因数性能更加准确的测试。 展开更多

关键词 光纤陀螺 标度因数误差 地速分量 转台 速率精度

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光纤陀螺启动过程标度因数补偿方法 被引量：2

4

作者 李彬 谢良平 +3 位作者 刘卓 魏飞 张斌 马海全 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期495-498,共4页

针对光纤陀螺启动过程标度因数变化大、稳定时间长的问题,提出标度因数补偿方案。分析了光纤陀螺启动过程中标度因数误差及超辐射发光二极管平均波长随温度变化误差产生的物理机制,建立了启动过程中标度因数误差的数学模型。进一步提出... 针对光纤陀螺启动过程标度因数变化大、稳定时间长的问题,提出标度因数补偿方案。分析了光纤陀螺启动过程中标度因数误差及超辐射发光二极管平均波长随温度变化误差产生的物理机制,建立了启动过程中标度因数误差的数学模型。进一步提出了一种通过测量温控电桥电路THERMIN端电压实时补偿启动过程标度因数的方案。试验结果表明,启动过程中(2 s内)光纤陀螺标度因数误差峰峰值从约25 000×10^(-6)降低到小于300×10^(-6),大幅提高了启动过程标度因数性能,满足了武器系统的快速启动需求。 展开更多

关键词 光纤陀螺 超辐射发光二极管 平均波长 快速启动 标度因数误差

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车载定位定向系统误差在线补偿方法 被引量：9

5

作者 王丽芬 杨功流 +2 位作者 单友东 乔立伟 姜睿 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期145-149,155,共6页

针对里程计输出为位置增量,传统SINS/里程计组合方法会对位置增量进行微分或积分从而会产生一定噪声或误差,且里程计标定残差影响高精度定位定向系统性能的问题,提出了一种基于位置增量组合的定位定向系统误差在线估计和补偿方法。该方... 针对里程计输出为位置增量,传统SINS/里程计组合方法会对位置增量进行微分或积分从而会产生一定噪声或误差,且里程计标定残差影响高精度定位定向系统性能的问题,提出了一种基于位置增量组合的定位定向系统误差在线估计和补偿方法。该方法除了将惯性器件误差列入状态量外,还将里程计安装误差残差、标度因数误差等纳入状态量进行实时估计,将惯性导航系统输出的速度增量进行积分获得位置增量,同时与里程计输出位置增量进行比对,构建量测方程。设计跑车试验对该方法进行了验证,结果表明该方法可以有效估计惯性器件误差和里程计参数误差,同时相比速度组合方法而言,定位精度可提高40%。 展开更多

关键词 定位定向 里程计 安装误差 标度因数误差

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基于星敏感器的星载惯性基准误差的实时估计与补偿 被引量：5

6

作者 林玉荣 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第4期26-30,49,共6页

本文对利用星敏感器修正星载惯性基准误差的方案进行了分析并给出了仿真结果。星敏感器能够提供姿态误差观测值，以卡尔曼滤波为基础，利用这些观测值可以在线估计并补偿陀螺仪的漂移误差，从而达到保证惯性基准精度的目的。

关键词 惯性基准 卡尔曼滤波 四元数 陀螺漂移 标度因数误差

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车载自主导航系统里程计误差在线标定方法 被引量：1

7

作者 刘鹏飞 师鹏宇 +3 位作者 智奇楠 马国驹 贾浩男 李枭楠 《数字通信世界》 2019年第12期8-10,共3页

本文针对车载自主导航系统存在的里程计安装误差和标度因数误差影响其导航精度的问题,提出一种车载自主导航系统里程计误差在线标定方法。将里程计航位推算的位置信息与惯性导航系统解算的位置信息之差作为组合导航滤波器的量测更新数据... 本文针对车载自主导航系统存在的里程计安装误差和标度因数误差影响其导航精度的问题,提出一种车载自主导航系统里程计误差在线标定方法。将里程计航位推算的位置信息与惯性导航系统解算的位置信息之差作为组合导航滤波器的量测更新数据,同时将里程计的航位推算位置误差、安装误差角、标度因数误差列入传统的组合导航滤波器状态量中并进行实时估计,实现对里程计误差的在线标定。车载试验表明,在线标定方法与设定已知路标点的传统里程计标定方法对比,安装误差角标定误差在0.006°以内,标度因数误差标定误差在0.04%以内。使用在线标定的参数进行自主导航精度测试,针对陀螺漂移为0.01°/h的高精度光纤惯性导航系统,自主导航精度在0.1%D以内,满足车载自主导航系统导航精度的要求。 展开更多

关键词 车载自主导航系统 里程计 标度因数误差 安装角误差 误差在线标定

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单轴旋转惯导系统误差传播特性分析 被引量：2

8

作者 郭琦 周召发 +2 位作者 徐梓皓 童树兵 陈河 《电光与控制》 北大核心 2016年第12期18-22,共5页

惯导系统的旋转调制技术实质上是一种误差自补偿技术。为了研究单轴旋转惯导系统的误差补偿机理,从四元数微分方程的角度重新推导了旋转惯导系统的姿态误差模型,能够与常用的方向余弦法推导的模型相互印证。建立了具有一般意义的系统误... 惯导系统的旋转调制技术实质上是一种误差自补偿技术。为了研究单轴旋转惯导系统的误差补偿机理,从四元数微分方程的角度重新推导了旋转惯导系统的姿态误差模型,能够与常用的方向余弦法推导的模型相互印证。建立了具有一般意义的系统误差模型和静基座误差传播方程,并分析了惯性器件误差量的调制形式,为设计转位方案提供了依据。针对单轴连续旋转方案中陀螺常值漂移、标度因数误差和安装误差对导航误差的影响进行了仿真。理论分析与仿真结果均表明,惯性测量单元绕方位轴的连续旋转可以有效抑制导航误差。 展开更多

关键词 捷联惯导 单轴旋转 误差传播特性 陀螺常值漂移 标度因数误差 安装误差

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机抖激光陀螺仪过锁区误差分析 被引量：1

9

作者 张波 杨孟兴 刘永红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S6期129-131,共3页

文中在理论上分析了抖动偏频激光陀螺仪标度因数误差与闭锁阈值、抖动偏频量的关系,并用Matlab 对其关系进行了仿真计算,验证了激光陀螺仪输入角速率在抖动偏频量附近由抖动偏频造成的标度因数非线性最为严重、速率测量误差最大的结论。

关键词 激光陀螺仪 标度因数误差 抖动

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一种提高车载定位定向系统定位精度的方法 被引量：3

10

作者 王东升 蔡俊华 +3 位作者 林晓彬 杨帆 刘真晖 陈兴洲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期187-191,共5页

在车载定位定向系统中,通常采用停车修正或引入GPS等外信息校正系统,这会降低陆地武器装备的战场生存能力和自主性。基于上述情况,分析了惯导系统以及与里程计构成的航位推算系统的误差模型,得出了惯导系统短时间内定位精度高以及航位... 在车载定位定向系统中,通常采用停车修正或引入GPS等外信息校正系统,这会降低陆地武器装备的战场生存能力和自主性。基于上述情况,分析了惯导系统以及与里程计构成的航位推算系统的误差模型,得出了惯导系统短时间内定位精度高以及航位推算系统定位误差随时间增长缓慢的规律。据此推导并提出了一种提高系统定位精度的方法,该方法不需要停车或外部信息,首先利用惯导系统对航位推算系统进行校正,估计出里程计标度因数误差和载车的安装误差并进行补偿;之后利用航位推算系统对惯导系统进行校正;采用加权函数对系统位置输出进行加权优化处理。理论分析和仿真实验表明利用此方法在2 min内能估计出里程计标度因数误差和载车的安装误差,估计精度在90%以上;加权后的位置输出精度在0.2%D(D为里程)以上。 展开更多

关键词 定位定向系统 航位推算 安装误差 标度因数误差 加权函数

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基于惯性系的双轴旋转式惯导系统转位方法 被引量：3

11

作者 郑志超 王振华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期516-522,共7页

针对双轴旋转式惯导系统中不能自动补偿标度因数误差与地球自转耦合误差的问题,提出了一种改进的转位方法。该方法不增加转轴数目,通过补偿地球自转在转轴平面的投影抑制耦合误差项,计算结果表明该方法适用于激光陀螺惯导系统和光纤陀... 针对双轴旋转式惯导系统中不能自动补偿标度因数误差与地球自转耦合误差的问题,提出了一种改进的转位方法。该方法不增加转轴数目,通过补偿地球自转在转轴平面的投影抑制耦合误差项,计算结果表明该方法适用于激光陀螺惯导系统和光纤陀螺惯导系统。利用改进的转位方法对双轴旋转式惯导系统进行仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。研究结果为双轴旋转式惯导系统的工程设计和改进提供了一定的理论支持。 展开更多

关键词 惯性导航系统 旋转调制 标度因数误差 耦合误差 误差补偿

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组合导航技术在油气管道测绘系统中的应用 被引量：10

12

作者 岳步江 唐雅琴 +1 位作者 张永江 吕伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第6期712-716,共5页

针对长输油气管线必须进行轨迹绘制和探伤定位的问题,设计了惯性管道测绘系统。系统核心部件为捷联惯导系统,辅助信号有里程计和定距离磁标信号,是一种全自主的导航系统。在系统算法设计中,通过建立捷联惯导与航位推算组合导航系统误差... 针对长输油气管线必须进行轨迹绘制和探伤定位的问题,设计了惯性管道测绘系统。系统核心部件为捷联惯导系统,辅助信号有里程计和定距离磁标信号,是一种全自主的导航系统。在系统算法设计中,通过建立捷联惯导与航位推算组合导航系统误差模型,利用改进的卡尔曼滤波器估计系统姿态、航向角误差和里程计标度因数误差。该系统数据处理具有非实时性的特点,因此设计了后向卡尔曼滤波器进行数据平滑。系统跑车试验证明该滤波算法能够有效的提高系统的定位精度,系统具有高精度、高可靠的特点,满足实际工程需要。 展开更多

关键词 惯性管道测绘系统 姿态 航向角误差 里程计标度因数误差 后向卡尔曼滤波器

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基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识 被引量：5

13

作者 宋金龙 石志勇 +1 位作者 王律化 王海亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期352-358,共7页

针对里程计标度因数误差以及安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度存在较大影响的问题,提出一种基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识方法。通过建立航位推算误差模型,利用里程计输出,计算车辆的向心加速度,并与捷联惯导的加速... 针对里程计标度因数误差以及安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度存在较大影响的问题,提出一种基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识方法。通过建立航位推算误差模型,利用里程计输出,计算车辆的向心加速度,并与捷联惯导的加速度计输出计算的向心加速度做差作为量测之一;将里程计与捷联惯导输出的速度做差作为量测之二;通过卡尔曼滤波实现里程计标度因数误差以及安装误差的在线辨识。仿真结果表明,该方法组合导航相比速度组合导航,当车辆行驶960s,其东向定位精度提高19.6 m,北向定位精度提高14.2 m。仿真和车载试验结果均表明该方法能实现里程计参数的有效辨识以及航向安装偏差角的估计,有助于提高组合导航精度。 展开更多

关键词 里程计 标度因数误差 安装误差 参数在线辨识 组合导航

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基于偏轴转位的捷联惯导系统快速标定方法 被引量：1

14

作者 苗继松 邵琼玲 +2 位作者 任元 陈晓岑 王卫杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2405-2415,共11页

捷联惯导系统(SINS)中惯性测量单元(IMU)的转位方案设计对系统的快速标定具有重要影响。目前常见的转位方案是转轴与敏感轴重合,该方式每转动一次,仅有2个敏感轴位置发生变化。为更高效地激励误差,设计了一种IMU在转台上的偏轴安装方式... 捷联惯导系统(SINS)中惯性测量单元(IMU)的转位方案设计对系统的快速标定具有重要影响。目前常见的转位方案是转轴与敏感轴重合,该方式每转动一次,仅有2个敏感轴位置发生变化。为更高效地激励误差,设计了一种IMU在转台上的偏轴安装方式,并基于这种方式提出一种新的转位方案。通过合理设计转轴与敏感轴之间的角度,使其在每次转位时有3个敏感轴位置同时发生变化,开拓了IMU新的转位空间,从而在标定陀螺组件的12个主要确定性误差时,可将传统转位方式下的最少6位置标定进一步缩减为偏轴转位下的4位置标定。通过理论分析与仿真实验表明,2种方案标定精度相同,但偏轴4位置标定方法的标定时间要比静态6位置标定方法减少33%,且标定结果的稳定性要好于静态6位置标定方法。 展开更多

关键词 分立标定 静态6位置标定 偏轴4位置标定 标度因数误差 安装误差 常值误差

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