基于光電瞄準/SINS組合的在線修正方法
發(fā)布時間：2020-12-11 07:13
針對陸戰(zhàn)裝備捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(strapdown inertial navigation system,SINS)誤差的積累性問題,提出了一種光電瞄準解算測速方法,并將其用于SINS主要狀態(tài)參數(shù)的在線修正。推導(dǎo)了光電瞄準速度解算誤差模型,誤差分析結(jié)果表明,光電瞄準解算測速精度滿足修正SINS主要狀態(tài)參數(shù)的要求;建立了光電瞄準/SINS在線修正數(shù)學(xué)模型,并進行了仿真實驗,實驗結(jié)果表明,通過合理設(shè)定動基座的運動狀態(tài),所提方法可準確估計出SINS的主要誤差狀態(tài)參數(shù),其中失準角的估計精度可達到1′以內(nèi),陀螺漂移誤差的估計精度可達到0.01°/h。
【文章來源】：系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2015年06期 第1370-1376頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
圖１光電瞄準設(shè)備測速原理圖
線如圖３所示。圖３不同規(guī)劃路徑下的光電瞄準解算測速誤差曲線分析圖３的誤差曲線可知，在動基座直線運動條件下，通過光電瞄準解算測速的速度誤差可控制在０．０１ｍ／ｓ以內(nèi)，在勻速圓周運動條件下，測速誤差可控制在０．０１５ｍ／ｓ以內(nèi)。以上速度誤差在ＳＩＮＳ允許范圍內(nèi)，因此光電瞄準解算測速方法可用于對ＳＩＮＳ誤差參數(shù)的修正。２光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正數(shù)學(xué)模型將光電瞄準設(shè)備測量解算得到的動基座速度值作為基準值，采用光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正示意圖如圖４所示，由于是在陸基環(huán)境下對ＳＩＮＳ主要參數(shù)進行在線修正，因此在研究過程中可忽略高度通道，在動基座移動過程中，通過ＳＩＮＳ實時輸出的方位角，光電瞄準設(shè)備測量解算出的速度信號ｖｉ可分解為北向速度ｖＮｉ和東向速度ｖＥｉ，將其與動基座上ＳＩＮＳ解算得到的速度ｖＮ與ｖＥ相減便可得到觀測量，通過建立狀態(tài)方程和量測方程，采用Ｋａｌｍａｎ濾波便可估計出ＳＩＮＳ主要誤差參數(shù)，通過誤差補償可對各主要參數(shù)進行修正［１１－１５］。圖４光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正示意圖ＳＩＮＳ的主要誤差源有陀螺儀誤差εｂ和加速度計誤差Δｂ。由于各種誤差源的影響，ＳＩＮＳ解算得到的數(shù)學(xué)平臺坐標系與實際導(dǎo)航系之間存在姿態(tài)誤差；同樣，ＳＩＮＳ解算的載體速度、位置均存在誤差。設(shè)導(dǎo)航系ｎ為東－北－天坐標系，ｂ代表載體系；ωｉｅ為地球轉(zhuǎn)動角速度；ωｅｎ為導(dǎo)航系相對地球的角速度；ｆｎ為加速度計輸出比力在導(dǎo)航系的投影；Ｖｎ為導(dǎo)航系下的線速度；?ｎ為ＳＩ
·１３７４·系統(tǒng)工程與電子技術(shù)第３７卷??????????????????????????????????????????????????圖５軌跡１主要誤差參數(shù)估計圖６軌跡２主要誤差參數(shù)估計
【參考文獻】：
期刊論文
[1]捷聯(lián)慣導(dǎo)/里程計組合導(dǎo)航方法[J]. 張小躍,楊功流,張春熹. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[2]基于里程計輔助的SINS動基座初始對準方法[J]. 王躍鋼,楊家勝,蔚躍,雷堰龍. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(05)
[3]Evaluation and optimization of strapdown velocity numerical integration algorithms for SINS in spinning ballistic missiles[J]. 宋敏,吳文啟. Journal of Central South University. 2013(04)
[4]單向激光測距及其測量試驗[J]. 張海峰,孟文東,吳志波,陳菊平,張忠萍. 中國激光. 2013(03)
[5]基于GPS的彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)動基座傳遞對準技術(shù)[J]. 吳楓,秦永元,成研. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2013(01)
[6]衛(wèi)星信號失效條件下SINS/GPS不同組合方式的性能比較[J]. 許剛,黃國榮,彭興釗,薛冬,高圓. 計算機應(yīng)用研究. 2012(10)
[7]載波相位/捷聯(lián)慣導(dǎo)組合對高軌飛行器的導(dǎo)航[J]. 溫永智,吳杰. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[8]全球?qū)Ш叫亲倪h地/深空導(dǎo)航應(yīng)用研究[J]. 趙雯雯,張立新,蒙艷松,宋志強. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2011(05)
[9]現(xiàn)代光電瞄準系統(tǒng)[J]. 黃志立,李波,李奇. 光機電信息. 2011(03)
[10]一種基于視覺引導(dǎo)的激光經(jīng)緯儀自動測量系統(tǒng)[J]. 張滋黎,邾繼貴,周虎,楊學(xué)友,葉聲華. 光電子.激光. 2011(01)
本文編號：2910113
【文章來源】：系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2015年06期 第1370-1376頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
圖１光電瞄準設(shè)備測速原理圖
線如圖３所示。圖３不同規(guī)劃路徑下的光電瞄準解算測速誤差曲線分析圖３的誤差曲線可知，在動基座直線運動條件下，通過光電瞄準解算測速的速度誤差可控制在０．０１ｍ／ｓ以內(nèi)，在勻速圓周運動條件下，測速誤差可控制在０．０１５ｍ／ｓ以內(nèi)。以上速度誤差在ＳＩＮＳ允許范圍內(nèi)，因此光電瞄準解算測速方法可用于對ＳＩＮＳ誤差參數(shù)的修正。２光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正數(shù)學(xué)模型將光電瞄準設(shè)備測量解算得到的動基座速度值作為基準值，采用光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正示意圖如圖４所示，由于是在陸基環(huán)境下對ＳＩＮＳ主要參數(shù)進行在線修正，因此在研究過程中可忽略高度通道，在動基座移動過程中，通過ＳＩＮＳ實時輸出的方位角，光電瞄準設(shè)備測量解算出的速度信號ｖｉ可分解為北向速度ｖＮｉ和東向速度ｖＥｉ，將其與動基座上ＳＩＮＳ解算得到的速度ｖＮ與ｖＥ相減便可得到觀測量，通過建立狀態(tài)方程和量測方程，采用Ｋａｌｍａｎ濾波便可估計出ＳＩＮＳ主要誤差參數(shù)，通過誤差補償可對各主要參數(shù)進行修正［１１－１５］。圖４光電瞄準／ＳＩＮＳ在線修正示意圖ＳＩＮＳ的主要誤差源有陀螺儀誤差εｂ和加速度計誤差Δｂ。由于各種誤差源的影響，ＳＩＮＳ解算得到的數(shù)學(xué)平臺坐標系與實際導(dǎo)航系之間存在姿態(tài)誤差；同樣，ＳＩＮＳ解算的載體速度、位置均存在誤差。設(shè)導(dǎo)航系ｎ為東－北－天坐標系，ｂ代表載體系；ωｉｅ為地球轉(zhuǎn)動角速度；ωｅｎ為導(dǎo)航系相對地球的角速度；ｆｎ為加速度計輸出比力在導(dǎo)航系的投影；Ｖｎ為導(dǎo)航系下的線速度；?ｎ為ＳＩ
·１３７４·系統(tǒng)工程與電子技術(shù)第３７卷??????????????????????????????????????????????????圖５軌跡１主要誤差參數(shù)估計圖６軌跡２主要誤差參數(shù)估計
【參考文獻】：
期刊論文
[1]捷聯(lián)慣導(dǎo)/里程計組合導(dǎo)航方法[J]. 張小躍,楊功流,張春熹. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[2]基于里程計輔助的SINS動基座初始對準方法[J]. 王躍鋼,楊家勝,蔚躍,雷堰龍. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(05)
[3]Evaluation and optimization of strapdown velocity numerical integration algorithms for SINS in spinning ballistic missiles[J]. 宋敏,吳文啟. Journal of Central South University. 2013(04)
[4]單向激光測距及其測量試驗[J]. 張海峰,孟文東,吳志波,陳菊平,張忠萍. 中國激光. 2013(03)
[5]基于GPS的彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)動基座傳遞對準技術(shù)[J]. 吳楓,秦永元,成研. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2013(01)
[6]衛(wèi)星信號失效條件下SINS/GPS不同組合方式的性能比較[J]. 許剛,黃國榮,彭興釗,薛冬,高圓. 計算機應(yīng)用研究. 2012(10)
[7]載波相位/捷聯(lián)慣導(dǎo)組合對高軌飛行器的導(dǎo)航[J]. 溫永智,吳杰. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[8]全球?qū)Ш叫亲倪h地/深空導(dǎo)航應(yīng)用研究[J]. 趙雯雯,張立新,蒙艷松,宋志強. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2011(05)
[9]現(xiàn)代光電瞄準系統(tǒng)[J]. 黃志立,李波,李奇. 光機電信息. 2011(03)
[10]一種基于視覺引導(dǎo)的激光經(jīng)緯儀自動測量系統(tǒng)[J]. 張滋黎,邾繼貴,周虎,楊學(xué)友,葉聲華. 光電子.激光. 2011(01)
本文編號：2910113
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/yiqiyibiao/2910113.html
