惯组初始对准技术研究+文献综述(5)
时间:2017-03-16 22:21 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
图2.2捷联惯导系统原理方框图 捷联惯导性系统中的测量元件:角速率陀螺仪和加速度计沿载体系三轴方向安装。因为是固连在载体上的，所以测得的都是载体坐标系下的物理量。陀螺仪输出的是载体相对惯性空间转动的角速率在载体系中的投影；加速度计测量的是载体相对惯性空间的加速度在载体系中的投影，也称为比力。而对于捷联式惯导性系统，导航计算要在导航坐标系中完成，因此，首先要将载体系中的比力值转化为导航系中的物理量，即实现由载体坐标系到导航坐标系的坐标转换。这一转换是由捷联矩阵完成的。 2.2捷联系统初始对准 2.2.1捷联系统初始对准的特点 对于捷联惯导性系统初始对准的基本要求，主要包括对准精度和对准时间两个方面，而这二者是矛盾的。从捷联惯性系统误差方程的分析可知，初始对准误差会随时间而积累，初始对准的精度直接影响整个捷联系统的系统精度，因此提高初始对准精度对改善捷联系统精度是非常重要的。所以，一般性的设计原则，是在保证初始对准精度的前提下，尽可能缩短对准时间。 捷联惯导性系统初始对准的主要特点是: 1．大的初始不对准角 捷联惯导性系统直接安装在基座上，其不对准角由基座的姿态和航向决定，一般不能将不对准角视为小量，这就带来数学处理上的麻烦。事实上捷联惯导性系统初始对准的目的是测定惯性测量系相对导航坐标系的方向余弦矩阵。 2. 对瞬时方向余弦阵的测定 捷联式惯性系统与平台式惯性系统的另一个主要差别就是前者在初始对准时，必须求出瞬时方向余弦阵，而不是平均方向余弦阵。这是因为对捷联式惯性系统来讲，基座的角运动不能被隔离，因此必须考虑上述基座运动对误差角速度测定精度的影响。 3. 有利于在对准过程中标定惯性仪表的参数 捷联式惯性系统与平台式惯性系统相比，能够输出更多的可用信息，这样，捷联式惯性系统就能在对准过程中标定更多的惯性仪表误差系数。以双位置对准为例，捷联式惯性系统能标定三个陀螺常值漂移和三个加速度计零偏，而对平台式系统则只能标定两个陀螺漂移和一个法向加速度计零偏。 4. 有更多的可用信息 对于平台系统，只有加速度计输出可直接用于初始对准，陀螺输出要提供平台稳定回路，而沿平台轴的输出信息只能从同位器获得，但同位器的分辨率太低，不能满足初始对准的精度要求。与此相反，捷联陀螺的信息具有极高的角分辨率，可直接用于初始对准。这是捷联系统优于平台系统的地方，对方位陀螺的标定尤为有利。 2.2.2捷联系统初始对准的要求 惯性导航系统的初始化包括:给定初始速度和初始位置，惯导平台的初始对准，陀螺仪的测漂和定标。第一项任务比较简单。第三项任务在陀螺性能比较稳定的情况下，不一定每次启动都要进行。而平台的初始对准，则每次启动进入导航工作状态之前都要进行，而且要求对准精度高，对准时间短。对准精度的高低，直接影响导航性能。 对于平台系统，初始对准就是使平台坐标系向导航坐标系对准，对准过程是一个物理过程。而对于捷联系统，初始对准就是确定初始时刻的姿态阵 。对准的方法有两类:一类是将外部参考基准通过光学或机电的办法引入平台;另一类是利用惯导系统本身的加速度计和陀螺仪测量重力加速度g和地球自转角速度 。进行自主式对准。由于平台系统和捷联系统基本原理相同，因此，它们的自对准原理也是相同的。不同的仅是实现方法上有差异。 (责任编辑：qin) |