重力扰动对高精度激光陀螺测姿系统精度的影响
应用惯性测量系统进行导航定位与姿态测量时,系统模型方程的建立与地球模型和重力模型有直接关系.惯性测量系统工作过程中,地球引力加速度不可区分地反映在加速度计的比力测量中,因此重力扰动(包含重力异常和垂线偏差)一直是捷联惯导(SINS)系统的误差源之一.对于中低精度的捷联惯导系统,由于惯性器件的自身误差(陀螺零偏、加速度计零偏等)相对较大,一般忽略重力模型对系统造成的误差.而随着激光陀螺等惯性器件精度的不断提高,重力扰动已经成为捷联姿态测量系统中主要的误差源.从重力学和牛顿力学的基本概念出发,给出了包含重力扰动影响的惯性姿态测量系统误差力学编排方程,建立了包含重力扰动的SINS系统误差模型.通过仿真分析了重力扰动对SINS精度的影响,得出以下结论:重力扰动垂直方向异常分量对惯性姿态测量系统的影响可以忽略,垂线偏差是影响系统精度的主要因素.利用垂线偏差数据库对某海域试验数据进行了补偿分析,补偿效果不明显;当对加速度计施加一个噪声驱动项后,利用卡尔曼滤波技术对残余误差进行实时估计,在结算过程中对此残余误差进行补偿后系统精度有较大提高.
捷联惯导系统 激光陀螺测姿系统 重力扰动 定位精度
钟明飞 战德军 徐荣 钟林
中国卫星海上测控部,江苏 江阴214431 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙 410073
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2015-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）