GNSS-MIMU組合導航中微陀螺g敏感性誤差分析與補償方法研究.pdf

1、GNSS/MIMU深組合導航是目前導航技術領域的研究熱點。本文以高動態(tài)的精確制導武器為應用背景，以 GNSS/MIMU組合導航系統(tǒng)為研究對象，針對高動態(tài)環(huán)境下 MIMU中微機械陀螺存在顯著的g敏感性誤差這一問題，從組合導航算法的角度進行了誤差分析和補償方法的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了高動態(tài)條件下考慮g敏感性的微陀螺誤差模型，針對微陀螺動態(tài)特性不同的特點，推導出了MIMU中陀螺g敏感性誤差的三種表達形式及其測量誤差模型

2、；理論分析結果表明，當采用位置和速度進行組合導航時，系統(tǒng)的位置與速度精度主要取決于觀測量的精度，陀螺的g敏感性誤差對其影響非常小，但會直接影響系統(tǒng)的姿態(tài)精度，且載體的動態(tài)越高，影響也越大。⑵采用全局可觀性分析方法，對含微陀螺g敏感性誤差的GNSS/MIMU組合導航系統(tǒng)的可觀性進行了分析，結果表明以GNSS提供的位置和速度信息為觀測量，設計合理的機動條件，系統(tǒng)是可觀的，并給出了全局可觀性的充分條件。根據(jù)微陀螺g敏感性誤差模型，設計了三種不

3、同形式的卡爾曼濾波器，為實現(xiàn)g敏感性誤差的補償提供理論依據(jù)。⑶參與了一體化組合導航半實物仿真平臺建設工作，并基于該平臺，仿真分析了g敏感性誤差對組合導航系統(tǒng)的影響，得到了與理論分析一致的結論，即微陀螺的g敏感性誤差對組合濾波位置與速度精度影響較小，但對姿態(tài)的精度影響較大。當載體沿陀螺敏感軸方向的加速度為50g時，相應軸向的姿態(tài)角誤差約為3.49度，姿態(tài)精度下降明顯；按照全局可觀性充分條件設計了運動軌跡，采用所設計的卡爾曼濾波器實現(xiàn)了g敏