[发明专利]一种惯性导航系统中惯性传感器固定误差实时标定方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种惯性导航系统中惯性传感器固定误差实时标定方法，属于惯性导航惯性传感器误差标定技术领域。

背景技术

近年来，随着新型飞行器的研制，对导航系统性能的要求日益提高。惯性导航系统具有短时精度高、输出连续以及完全自主等突出优点必是未来新型飞行器的核心导航信息单元。

惯性传感器（IMU-陀螺仪和加速度计）的测量误差是影响惯性导航系统精度的主要因素。传统IMU误差模型中，往往认为其固定性误差—安装误差和标度因数误差在静态标定后完全补偿，IMU误差中仅包含随机漂移误差。而在飞行器动态飞行过程中，由振动冲击、气流扰动等影响导致的机体变形将引起IMU的轴线不能与机体轴线完全重合，进而导致安装误差及标度因数误差显著增大。这些误差如果在飞行器动态飞行过程中不能进行标定补偿将在很大程度上影响导航精度。

传统的IMU误差标定方法多利用转台在室内进行位置试验及速率试验实现对安装误差和标度因数误差的标定。但在飞行器动态飞行过程中，由于环境影响，传统利用转台的标定方法将不再适用。飞行器动态飞行过程中，传统对惯性传感器的误差修正仅针对其随机性误差，不考虑其安装误差和标度因数误差等固定性误差的影响。而由于飞行振动等影响引起的安装误差和标度因数误差将会很大程度上影响惯性导航系统精度，必须对其进行标定和补偿修正。因此，研究一种在飞行器动态飞行过程中对惯性传感器固定性误差的标定方法，能够有效提高飞行器动态飞行过程中的惯性导航系统精度，将具有突出的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种惯性导航系统惯性传感器的固定性误差建模及实时标定方法，以满足飞行器动态飞行过程中的对导航系统的高精度要求。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案，一种惯性导航系统中惯性传感器固定误差实时标定方法，所述方法具体步骤如下：

步骤1、建立惯性传感器的固定性误差模型，包括加速度计标度因数误差矩阵和陀螺仪的标度因数误差矩阵：

加速度计标度因数误差矩阵为δK_A＝diag[δK_Ax δK_Ay δK_Az]，其中，δK_Ax、δK_Ay、δK_Az分别为X轴、Y轴及Z轴加速度计的标度因数误差；加速度计安装误差矩阵为δA=0δAz-δAy-δAz0δAxδAy-δAx0,]]>其中，δA_x、δA_y、δA_z分别为X轴、Y轴及Z轴加速度计的安装误差角；δK_A和δA均取为随机常数，X、Y、Z三轴的加速度计误差模型相同，如下所示：