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旋转式光学陀螺捷联惯导系统的旋转方案设计 被引量:68
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作者 翁海娜 陆全聪 +2 位作者 黄昆 张宇飞 杨功流 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期8-14,共7页
在光学陀螺捷联式惯性系统中,利用系统旋转补偿技术可对陀螺组件和加速度计组件的输出误差进行调制,从而抑制系统的误差发散,提高导航精度。通过分析惯性测量组件的误差模型和旋转式捷联系统误差传播方程,解释了旋转误差补偿的机理。针... 在光学陀螺捷联式惯性系统中,利用系统旋转补偿技术可对陀螺组件和加速度计组件的输出误差进行调制,从而抑制系统的误差发散,提高导航精度。通过分析惯性测量组件的误差模型和旋转式捷联系统误差传播方程,解释了旋转误差补偿的机理。针对惯性测量组件输出误差的特性,设计单轴正反转停和双轴转位的系统旋转方案。在摇摆状态下分别对无旋转、单轴和双轴三种方案进行长时间导航仿真,对旋转补偿误差的能力进行了比较。结果表明:旋转能够抑制长期的定位误差发散,在角运动状态下旋转系统能比无旋转系统保持更好的姿态精度。 展开更多
关键词 旋转 光学陀螺 误差补偿 捷联系统 性测量组件
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单轴旋转式捷联惯导系统转位方案 被引量:7
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作者 尚松田 付梦印 刘彤 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1318-1321,共4页
对单轴旋转式捷联惯导系统进行研究,针对系统不隔离载体运动会使常值漂移不能被完全平均而产生较大误差的问题,提出一种新的转位方案.基于旋转式惯导系统的基本原理,对传统的四位置转停方案进行了改进.在不隔离载体运动的情况下,周期性... 对单轴旋转式捷联惯导系统进行研究,针对系统不隔离载体运动会使常值漂移不能被完全平均而产生较大误差的问题,提出一种新的转位方案.基于旋转式惯导系统的基本原理,对传统的四位置转停方案进行了改进.在不隔离载体运动的情况下,周期性地对载体运动给系统带来的误差进行补偿,从而使系统的精度大大提高,并且降低了系统的复杂程度.对陆用车辆和水上舰艇进行了计算机仿真,结果表明,该方案能够在不隔离载体运动的条件下,抑制因载体运动所产生的常值漂移误差,并对其进行实时补偿. 展开更多
关键词 单轴旋转 捷联系统 转位 常值漂移
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单轴旋转式光纤捷联惯导系统定位精度分析 被引量:6
3
作者 高延滨 管练武 +1 位作者 王庭军 匡宏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期794-800,共7页
为了方便地对单轴旋转式光纤捷联惯导系统的定位精度进行评估,提出了定位误差调制度(PEMD)的概念,并给出了运用PEMD对单轴旋转式捷联惯导系统定位精度进行评估的方法。对于长时间工作的惯导系统,通常情况下用经度误差来衡量系统整体的... 为了方便地对单轴旋转式光纤捷联惯导系统的定位精度进行评估,提出了定位误差调制度(PEMD)的概念,并给出了运用PEMD对单轴旋转式捷联惯导系统定位精度进行评估的方法。对于长时间工作的惯导系统,通常情况下用经度误差来衡量系统整体的定位误差,推导了单轴旋转式捷联惯导系统PEMD的计算方法。针对不同地理位置的惯导系统调制效果进行了仿真分析,仿真结果与PEMD推算结果一致。结果表明,系统的调制效果与地理位置有关,纬度越低系统调制效果越好。最后运用实验室自行研制的光纤陀螺捷联惯导系统进行了静态实验和旋转调制实验,对PEMD估计定位误差结果的有效性进行了验证。实验表明:PEMD是一种准确、有效的旋转式捷联惯导系统定位精度分析方法。 展开更多
关键词 单轴旋转 光纤捷联系统 定位精度 定位误差调制度 仿真分析
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旋转式捷联惯导系统精对准方法 被引量:10
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作者 关劲 李仔冰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期396-400,共5页
针对静基座捷联惯导系统初始对准时可观测性差的缺点,提出了捷联式惯导系统四位置转停的单轴旋转方案,以及在此方案下的精对准方法。将陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变量,通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵改善系统的... 针对静基座捷联惯导系统初始对准时可观测性差的缺点,提出了捷联式惯导系统四位置转停的单轴旋转方案,以及在此方案下的精对准方法。将陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变量,通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵改善系统的可观测性。为了使捷联惯导系统的误差方程适合卡尔曼滤波模型,将加速度计误差和陀螺漂移扩充为状态变量,采用卡尔曼滤波方法实现旋转式捷联惯导系统的精对准。仿真结果表明,IMU旋转状态下的对准方法大大提高了系统失准角的可观测性,从而提高了对准精度。 展开更多
关键词 旋转式 分段常值系统 可观测性 卡尔曼滤波 初始对准
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动态干扰条件下的旋转式捷联惯导系统自对准方法 被引量:2
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作者 裴福俊 朱莉 刘璇 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2050-2056,共7页
针对角晃动与线晃动等动态干扰条件下,旋转式捷联惯导系统(Rotary strapdown inertial navigation system,Rotary SINS)难以实现自对准的问题,提出了一种基于惯性系的自对准新算法.首先,基于惯性系下粗对准的结果,推导了双轴转动调制捷... 针对角晃动与线晃动等动态干扰条件下,旋转式捷联惯导系统(Rotary strapdown inertial navigation system,Rotary SINS)难以实现自对准的问题,提出了一种基于惯性系的自对准新算法.首先,基于惯性系下粗对准的结果,推导了双轴转动调制捷联惯导系统的惯性系精对准误差模型;然后,针对观测模型的噪声不确定性问题,通过改变渐消因子阵的嵌入方式,提出了一种改进的多渐消因子自适应Kalman滤波方法.最后,仿真实验证明该方法能够有效解决动态干扰条件下旋转式捷联惯导系统的自对准问题,实现快速自主高精度对准. 展开更多
关键词 旋转式捷联系统 初始对准 性系 自适应滤波 多渐消因子
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捷联惯导系统(SINS)敏感器斜向配置技术 被引量:2
6
作者 朱奎宝 张春熹 宋凝芳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期10-13,共4页
以四个敏感器的冗余系统为例,对采用冗余敏感器的惯导系统的可靠性进行了分析,对四个敏感器构成的捷联惯导系统的可靠性进行了仿真实验,验证了冗余敏感器可以提高系统可靠性结论的正确性。文中给出非正交敏感器测量值向惯导系统正交坐... 以四个敏感器的冗余系统为例,对采用冗余敏感器的惯导系统的可靠性进行了分析,对四个敏感器构成的捷联惯导系统的可靠性进行了仿真实验,验证了冗余敏感器可以提高系统可靠性结论的正确性。文中给出非正交敏感器测量值向惯导系统正交坐标系转化的方法和转换矩阵。最后对冗余敏感器的配置方式进行了分析。通过仿真实验,得到敏感器最佳配置的条件。 展开更多
关键词 捷联系统 敏感器 配置技术 斜向 仿真实验 系统可靠性 正交坐标系 冗余系统 转换矩阵 配置方式 最佳配置 正确性 测量值 非正交
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旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准方法(英文) 被引量:1
7
作者 刘永红 刘明雍 +1 位作者 滕浩军 谢波 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期654-657,共4页
为了满足捷联惯导系统初始对准的抗干扰性和高精度要求,针对旋转式激光陀螺捷联惯导系统,提出了一种抗干扰的初始对准方法。在旋转式激光陀螺捷联惯导系统进行多位置旋转的基础上,先采用抗干扰粗对准方法进行粗对准,再对转动过程中会产... 为了满足捷联惯导系统初始对准的抗干扰性和高精度要求,针对旋转式激光陀螺捷联惯导系统,提出了一种抗干扰的初始对准方法。在旋转式激光陀螺捷联惯导系统进行多位置旋转的基础上,先采用抗干扰粗对准方法进行粗对准,再对转动过程中会产生的尺寸效应误差进行补偿,最后以速度为量测信息进行精对准。试验证明,对准时间为300 s时,采用该方法旋转式激光陀螺捷联惯导系统水平对准精度优于0.18′(RMS),航向对准精度优于1.5′(RMS)。该方法计算量小,算法简单,能实现旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准,且对准精度高,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 激光陀螺捷联系统 对准 抗干扰 尺寸效应误差
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单轴旋转式激光陀螺捷联惯导系统对准精度分析 被引量:3
8
作者 刘永红 刘明雍 谢波 《鱼雷技术》 2014年第2期115-120,共6页
设计了单轴旋转式激光陀螺捷联惯导系统的对准方案,分析了影响旋转对准精度的惯性器件误差参数,同时对不同惯性器件误差对应的对准精度进行了比对分析,并进行了仿真试验验证。仿真结果表明,天向陀螺标度因数非对称性误差、天向陀螺标度... 设计了单轴旋转式激光陀螺捷联惯导系统的对准方案,分析了影响旋转对准精度的惯性器件误差参数,同时对不同惯性器件误差对应的对准精度进行了比对分析,并进行了仿真试验验证。仿真结果表明,天向陀螺标度因数非对称性误差、天向陀螺标度因数误差对航向角对准精度的影响较大,该结论可为单轴旋转式激光陀螺捷联惯导系统的设计提供参考。 展开更多
关键词 捷联系统 对准精度 性器件 标度因数
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基于状态量扩维的旋转式捷联惯导系统精对准方法 被引量:1
9
作者 叶文 翟风光 +1 位作者 蔡晨光 李建利 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期912-918,共7页
初始对准是旋转式捷联惯导系统(SINS)的关键技术之一。传统旋转式捷联惯导精对准方法多采用10维模型,该模型的精对准精度不能满足导航精度要求。针对此问题,提出了一种基于状态量扩维的旋转式捷联惯导系统精对准方法。首先,将陀螺和加... 初始对准是旋转式捷联惯导系统(SINS)的关键技术之一。传统旋转式捷联惯导精对准方法多采用10维模型,该模型的精对准精度不能满足导航精度要求。针对此问题,提出了一种基于状态量扩维的旋转式捷联惯导系统精对准方法。首先,将陀螺和加速度计标度因数误差、安装误差扩展为状态变量,建立了28维的精对准模型;然后,对旋转过程中各状态量的可观测度进行分析,根据分析结果将模型优化为13维;最后,采用卡尔曼滤波实现了旋转式捷联惯导系统的精对准。仿真结果表明,与传统初始对准方法相比,该方法能有效提高姿态对准精度,并估计出更多陀螺误差项。 展开更多
关键词 旋转式捷联系统(sins) 初始对准 可观测性 卡尔曼滤波 精对准
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旋转式捷联惯导系统的误差分析与仿真 被引量:5
10
作者 杨益兴 田海涛 周学文 《舰船电子工程》 2010年第5期86-90,共5页
给出旋转式捷联惯导系统的误差方程。分析得到在旋转的条件下,系统主要误差源(即陀螺常值漂移,加速度计零位偏差)对导航参数输出的影响。通过数字仿真验证了理论分析的正确性,为旋转式捷联惯导系统的工程应用提供了理论基础。
关键词 陀螺 旋转式 捷联系统 误差分析
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旋转式惯导系统的标度因数误差效应分析 被引量:20
11
作者 袁保伦 饶谷音 廖丹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期160-164,共5页
旋转式惯导系统的标度因数误差效应理论分析关系系统的设计和精度的提高。从旋转式惯导系统的误差传播方程出发,推导了光学陀螺旋转式惯导系统中由于标度因数误差引起的数学平台角度误差表达式,并以此为基础,分析了非对称性标度因数误... 旋转式惯导系统的标度因数误差效应理论分析关系系统的设计和精度的提高。从旋转式惯导系统的误差传播方程出发,推导了光学陀螺旋转式惯导系统中由于标度因数误差引起的数学平台角度误差表达式,并以此为基础,分析了非对称性标度因数误差的自动补偿效应、地球自转与对称性标度因数误差的耦合效应、转轴方向上的标度因数误差效应等现象,最后得到了要减小或者消除这些误差效应所应该注意的原则和结论。分析表明,合适的双轴转动方案能够补偿全部三个陀螺的非对称性标度因数误差;采用三轴或者三轴以上的转轴,能消除对称性标度因数误差与地球自转耦合引起的导航误差;为防止对称性标度因数误差和转位运动耦合而引起的大的导航误差,应采用正反转相结合方案。 展开更多
关键词 光学陀螺 旋转式系统 标度因数 自动补偿 误差分析
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MEMS器件捷联惯导系统旋转调制技术 被引量:9
12
作者 王学运 吕妍红 +1 位作者 王玮 王蕾 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期494-498,共5页
使用微机电(MEMS)惯性器件利于捷联惯导系统的低成本和小型化,但MEMS器件误差较大.为提高系统精度,引入了一种全自主误差补偿方法——旋转调制.说明了旋转调制对常值误差的抑制作用和对导航精度的改善效果,并在旋转轴数目、旋转方向、... 使用微机电(MEMS)惯性器件利于捷联惯导系统的低成本和小型化,但MEMS器件误差较大.为提高系统精度,引入了一种全自主误差补偿方法——旋转调制.说明了旋转调制对常值误差的抑制作用和对导航精度的改善效果,并在旋转轴数目、旋转方向、旋转连续性和旋转速度等方面比较了不同旋转调制方案.根据MEMS器件的误差特性,选择了一种适合MEMS器件捷联惯导系统的旋转调制方案并自主研发了原理样机.静态和车载实验表明:旋转调制可以明显抑制MEMS器件常值误差对导航精度的影响,200 s内俯仰和横滚姿态精度提高了5倍,速度和位置精度提高了近10倍. 展开更多
关键词 旋转调制 微机电器件 捷联系统 性测量单元 误差自补偿
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基于IMU旋转的捷联惯导系统自补偿方法 被引量:42
13
作者 孙枫 孙伟 郭真 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2511-2517,共7页
为了有效地抑制惯性器件常值偏差对惯导系统导航精度的影响,提出了基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转的自动补偿方法。由于旋转的引入,IMU中陀螺仪和加速度计的常值偏差被调制成正弦信号,通过积分运算可以有效地消... 为了有效地抑制惯性器件常值偏差对惯导系统导航精度的影响,提出了基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转的自动补偿方法。由于旋转的引入,IMU中陀螺仪和加速度计的常值偏差被调制成正弦信号,通过积分运算可以有效地消除常值偏差对惯导系统导航精度的影响。在分析单、双轴旋转补偿原理的基础上,提出一种改进的单轴旋转调制方法并对该方法进行了理论证明和实验分析。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明该方案可以消除所有方向上惯性器件常值偏差的影响,有效地提高系统的定位精度。 展开更多
关键词 捷联系统 性测量单元 自动补偿 旋转调制 常值偏差
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舰船单轴旋转激光捷联惯导系统动态初始对准 被引量:11
14
作者 翁海娜 姚琪 胡小毛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期34-38,共5页
初始对准的时间和精度是舰船惯导系统的重要指标。针对在不同情况下惯导系统启动的实际工程需求,提出了单轴旋转激光捷联惯导系统的初始对准方案。研究了系统在动基座情况下进行粗对准方法。建立了单轴旋转惯导系统的误差模型,使用卡尔... 初始对准的时间和精度是舰船惯导系统的重要指标。针对在不同情况下惯导系统启动的实际工程需求,提出了单轴旋转激光捷联惯导系统的初始对准方案。研究了系统在动基座情况下进行粗对准方法。建立了单轴旋转惯导系统的误差模型,使用卡尔曼滤波的方法实现了系统精对准过程。分别对惯导系统三种不同动态启动条件,设计了不同的对准方案。数字仿真结果表明,经过6h的初始对准,垂向陀螺常值漂移的对准误差在设定值的5.2%以内,垂向加表零偏的对准误差在设定值的1.8%以内。 展开更多
关键词 激光捷联系统 单轴旋转 初始对准 动态启动 卡尔曼滤波
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系统级双轴旋转调制捷联惯导误差分析及标校 被引量:41
15
作者 陆志东 王晓斌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期135-141,共7页
旋转调制技术可以调制惯性器件常值误差,有效提高惯导系统的长航时导航精度。出于一种旋转调制式捷联惯导系统的研制需求,从旋转调制式捷联惯导的基本原理出发,提出了一种系统级双轴旋转调制式捷联惯导工程实现方案,并对其系统误差特性... 旋转调制技术可以调制惯性器件常值误差,有效提高惯导系统的长航时导航精度。出于一种旋转调制式捷联惯导系统的研制需求,从旋转调制式捷联惯导的基本原理出发,提出了一种系统级双轴旋转调制式捷联惯导工程实现方案,并对其系统误差特性进行了深入的分析及仿真,找出了影响系统长航时导航精度的误差源。基于此。为了能仅利用系统自身旋转机构就可对主要误差源进行估计补偿,提出了一种系统级自标校方案。通过计算机仿真表明:此方案可以对影响系统长航时精度的主要误差项进行精确估计,是一种有效可行的系统级标校方案。 展开更多
关键词 捷联 双轴旋转调制 误差分析 系统级自标校
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旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究 被引量:23
16
作者 孙枫 孙伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期122-125,共4页
利用旋转法补偿陀螺漂移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单元中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,通过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移影响。提出了一种新的单轴旋转调制方案,对该方案进行了... 利用旋转法补偿陀螺漂移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单元中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,通过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移影响。提出了一种新的单轴旋转调制方案,对该方案进行了理论推导、分析和仿真。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明本方案可以消除所有方向上陀螺常值漂移的影响,从而大大提高位置和姿态精度。 展开更多
关键词 捷联系统 自动补偿 旋转调制 陀螺漂移 性测量单元
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基于单轴旋转的光纤捷联惯导系统误差特性与实验分析 被引量:21
17
作者 孙枫 孙伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1070-1077,共8页
针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素,同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响,提出了一种利用惯性测量单元(IMU)四位置转停的误差调制方法。分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。利用实验... 针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素,同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响,提出了一种利用惯性测量单元(IMU)四位置转停的误差调制方法。分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。利用实验室自行研制的光纤捷联惯导系统分别进行IMU静止和四位置转位运动下的长时间导航实验,实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 捷联系统 单轴旋转 误差特性 光纤陀螺 定位误差
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旋转捷联惯导系统精对准技术 被引量:26
18
作者 孙枫 孙伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期630-633,659,共5页
针对惯性器件常值偏差对捷联惯导系统导航精度的影响,提出了一种单轴旋转调制方案并建立该系统误差方程,将系统中陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变化的量。通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵来改善系统的可观测性。利用... 针对惯性器件常值偏差对捷联惯导系统导航精度的影响,提出了一种单轴旋转调制方案并建立该系统误差方程,将系统中陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变化的量。通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵来改善系统的可观测性。利用谱条件数法计算出惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)在静止和旋转状态下捷联系统的可观测度,采用卡尔曼滤波方法实现了旋转捷联系统的精对准。仿真结果表明,IMU旋转状态下的对准方法消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对系统对准精度的影响,大大提高了对准精度。 展开更多
关键词 捷联系统 旋转补偿 卡尔曼滤波 精对准 谱条件数
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捷联惯导系统姿态更新旋转矢量算法的优化 被引量:6
19
作者 郭访社 于云峰 +2 位作者 刘书盼 龚宇迪 李仪 《计算机工程与科学》 CSCD 2008年第9期69-72,共4页
本文研究了捷联惯导系统姿态更新的旋转矢量算法,并以圆锥运动为条件,对旋转矢量算法进行了优化和仿真,分析了锥运动环境下数学平台的算法漂移。
关键词 捷联系统 姿态更新 旋转矢量 四子样 优化
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基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制分析 被引量:7
20
作者 王振桓 陈希军 曾庆双 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期921-926,共6页
针对提高长航时捷联惯导系统导航精度的问题,提出了基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制方法,并给出了旋转机构的转动方案.应用该方法可以消除调制周期内载体姿态变化对误差补偿的影响.通过推导旋转式捷联惯导系统误差传播方程,说明... 针对提高长航时捷联惯导系统导航精度的问题,提出了基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制方法,并给出了旋转机构的转动方案.应用该方法可以消除调制周期内载体姿态变化对误差补偿的影响.通过推导旋转式捷联惯导系统误差传播方程,说明了旋转调制的误差补偿机理,通过比较基于导航坐标系和基于载体坐标系2种旋转调制方法,证明了基于导航坐标系旋转调制的有效性,并通过仿真进行了验证.仿真结果表明,在调制周期内载体姿态变化时,基于导航坐标系旋转调制的误差补偿能力优于基于载体坐标系的旋转调制. 展开更多
关键词 捷联系统 旋转调制 误差补偿 航坐标系 载体坐标系
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