[发明专利]一种双轴旋转调制惯导系统随机误差抑制技术

说明书

本发明提供一种双轴旋转调制惯导系统随机误差抑制技术，通过选取参数，包括阻尼系数和角频率参数，设计外水平阻尼网络，设计双轴旋转调制的旋转方案，对比不同转停方案的仿真结果确定最佳方案，将惯性器件测量得到的信息输入双轴旋转调制系统部分，得到去除常值误差和缓变误差的导航信息，将步骤3获得的导航信息和多普勒计程仪获得的外速度信息输入外水平阻尼网络部分，解算导航结果。本发明采用双轴旋转调制以及外水平阻尼技术既能达到阻尼的效果又能对因破坏舒勒调整条件产生的误差进行补偿，对加速度、速度使系统产生的误差进行补偿，可有效抑制84.4min的舒勒周期振荡、傅科振荡，光纤陀螺惯导系统的定位、定速和定姿精度提高了3倍以上。

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种双轴旋转调制惯导系统随机误差抑制技术。

背景技术

以舰船为例，船舶由于在海上航行的需要，因此对于导航系统在长时间工作状态下的导航精度提出了严格要求。但是由于惯性器件的测量误差等原因，导航系统的误差是随着时间积累的，约占系统误差的92％左右，严重影响了导航定位的准确性。采用双轴旋转调制技术后各个轴向的惯性器件常值误差均可得到有效抑制，此时惯性器件随机误差就成为影响导航精度的主要因素。在无阻尼状态下，随机误差产生的导航误差是振荡的并且随着时间积累，因此必须对随机误差进行阻尼。本发明目的在于解决惯性器件随机误差对船用光纤陀螺惯性导航系统导航精度的影响。

传统的水平阻尼破坏了舒勒调整条件，必将影响系统的性能，为抑制惯性器件随机误差对导航系统造成的不利影响，对于一定时间内有外部信息进行综合校正的船舶来说，采用外水平阻尼网络既能达到阻尼的效果又能对因破坏舒勒调整条件产生的误差进行补偿，可有效抑制84.4min的舒勒周期振荡，同时，调制舒勒周期振荡的傅科振荡也可得到有效抑制。综上，针对惯性器件的常值误差和随机误差对导航精度的影响，分别采用双轴旋转调制技术和外水平阻尼技术对其进行抑制。双轴旋转调制系统可以将各个轴向惯性器件的常值误差在一个周期内调制成零均值的形式；传统的水平阻尼网络在抑制舒勒振荡的同时会破坏舒勒调整条件，破坏了加速度对系统的无干扰状态，因此采用外水平阻尼技术，使既能阻尼又能对加速度、速度使系统产生的误差进行补偿。经过双轴旋转调制以及外水平阻尼技术对惯性器件的误差进行抑制，光纤陀螺惯导系统的定位、定速和定姿精度提高了3倍以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双轴旋转调制惯导系统随机误差抑制技术。

本发明的目的是这样实现的：

一种双轴旋转调制惯导系统随机误差抑制技术，具体的实现步骤如下：

步骤1.选取参数，包括阻尼系数和角频率参数，设计外水平阻尼网络；

步骤2.设计双轴旋转调制的旋转方案，对比不同转停方案的仿真结果确定最佳方案；

步骤3.将惯性器件测量得到的信息输入双轴旋转调制系统部分，得到去除常值误差和缓变误差的导航信息；

步骤4.将步骤3获得的导航信息和多普勒计程仪获得的外速度信息输入外水平阻尼网络部分，解算导航结果。

步骤1所述的外水平阻尼技术，利用多普勒计程仪提供的外速度与计算速度之间的误差作为阻尼项，对导航系统进行阻尼。

步骤1所述的外水平阻尼技术，部参考速度通过阻尼网络引入双轴旋转调制光纤陀螺惯导系统水平回路，对惯导系统84.4min舒勒振荡进行抑制，外水平阻尼算法中水平阻尼网络选为：

步骤3所述的双轴旋转调制系统采用十六位置双轴旋转调制技术将常值误差在一个周期内调制成零均值的形式。