● 摘要
旋转调制式捷联惯导系统通过稳定的机械旋转来消除惯性器件慢变误差(陀螺漂移和加速度计零偏)对惯性导航系统性能的影响,很大程度上缓解了惯性器件发展水平对惯性导航系统精度的制约,可以满足多种低动态载体对长航时、高精度惯导系统的需求,在国防领域具有重大意义。初始对准是关乎惯性导航系统精度的关键技术,由于初始误差不受旋转调制,因此研究旋转调制条件下惯导系统的初始对准技术是非常必要的。 本论文以一型自主研制的双轴旋转调制式捷联惯导系统为研究平台,深入研究了初始对准问题。首先在介绍常规惯导系统初始对准原理的基础上分析了其静基座对准中存在的主要问题。然后针对旋转调制式捷联惯导系统的结构推导了开路对准模型,分析结果显示,同常规惯导系统相比,该系统静基座对准精度明显提高,惯性器件误差可估计,开机等待时间减少。 利用速率转台设计了旋转调制条件下的初始对准验证实验,实验结果表明,旋转调制条件下传统误差源对初始对准的影响显著减小,系统对准指标得到了明显提高。研究了刻度系数误差、转台不水平角、陀螺安装误差对对准的影响。接着使用自行设计的旋转单元体进行了初始对准实验,发现旋转机构的旋转涡动误差对对准精度影响较大,必须对其进行补偿,补偿后对准结果基本与转台情况相同。 对系统计算罗经对准法进行了仿真和实验,结果表明系统具有较好的单位置对准重复性。实验中发现测漂存在常值偏差,为此对影响系统对准测漂的因素进行了探讨,并根据分析结果对旋转轴至陀螺敏感轴耦合角的标定提出了要求。航向效应的存在对多位置对准结果影响较大,为此对其进行了标定及补偿。八位置对准实验结果显示,补偿航向效应漂移后系统多位置对准精度可得到明显改善。
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