题目：非重力场下IMU背对背动态标定研究

惯性测量装置（IMU）是惯性导航系统的核心设备，其使用精度直接影响惯导系统的工作精度。为了提高IMU的使用精度，需要建立其误差模型。通过设计测试方案，使用相应的设备对IMU进行测试，根据测试数据，求解误差模型参数，就是对IMU的标定。本文以IMU的标定技术为研究对象，围绕非重力场下的IMU背对背动态标定开展了相关的研究，具体的研究工作如下：

1、分析了IMU内杆臂效应的产生机理以及对导航结果的影响，从三轴IMU加速度计的安装结构出发，设计了基于线性Kalman滤波的IMU内杆臂尺寸效应计算补偿方案。

2、设计了一种基于离心机的IMU背对背标定方案，使用高精度IMU的输出作为低精度待标定IMU的输入基准，省去了离心机动态半径的测量；采用离心机旋转整数周期内积分的方法，消除了地球自转角速度对陀螺仪标定的影响，并且降低了测试数据中随机噪声的影响。

3、设计了一种采用离心机和附加旋转装置的IMU背对背标定方案。通过离心机和附加旋转装置同时旋转，为IMU提供动态变化的输入激励，并利用ADAMS对标定方案进行了仿真。为实现数据的动态实时处理，采用了线性Kalman滤波方法，将待标定IMU的误差参数作为系统的状态变量，将主IMU和待标定IMU的输出之差作为系统的量测量，通过滤波迭代，得到IMU误差参数的最优估计。

4、对IMU背对背杆臂效应进行了分析，设计了一种考虑了IMU背对背杆臂效应的标定方案。利用主IMU的输出作为待标定IMU的输入，将杆臂效应对应的三个杆臂长度扩充为系统状态变量，使用非线性Kalman滤波对系统状态进行估计。分别使用了EKF和UKF两种非线性滤波方法，并对两种滤波的效果进行了对比。