捷聯慣導系統動基座傳遞對準匹配方法

摘要：在進行傳遞對準時，主、子慣導系統之間的安裝距離、載體的彈性變形對子慣導系統的對準精度都將產生很大的影響。對影響傳遞對準性能的桿臂效應和撓曲變形進行了分析和建模，并建立了速度匹配、比力匹配、角速度匹配、姿態角匹配、“速度+角速度”匹配以及“速度+姿態角”匹配方法的量測方程。仿真結果表明“速度+姿態角”匹配方法性能比較優越，能夠在很短的時間內估計出主、子慣導之間的安裝誤差角及撓曲變形角。

關鍵詞：捷聯慣導系統；傳遞對準；桿臂效應；撓曲變形；卡爾曼濾波

中圖分類號：TJ765，2；V241 文獻標識碼：A 文章編號：1673-5048（2014）02-0003-06

0、引言

初始對準將直接決定捷聯慣導系統的性能指標，在盡可能短的時間內使捷聯慣導系統達到一個較高的對準精度是初始對準所追求的目標。

在動基座對準過程中，由于主慣導系統與子慣導系統之間存在一定的距離，當載體有角運動時，將造成主、子慣導慣性器件感受到不同的比力信息；另外，由于主、子慣導系統之間安裝誤差角和載體彈性變形的影響，會使子慣導系統中的慣性器件產生附加的輸出值，而主慣導系統并不會敏感到這些附加的輸出值。通常，子慣導系統一般采用中低精度慣性元件，為了提高對準精度，Kain提出了傳遞對準原理，即以載體上高精度的主慣導系統計算或測量得到的信息作為信息源，采用慣性信息匹配的方法，實時遞推估計出子慣導坐標系軸相對于主慣導坐標系軸的水平失準角和方位失準角，從而達到初始對準的目的。

目前，國內外研究者圍繞傳遞對準問題進行了大量研究。其中，文獻[1]給出了主、子慣導系統速度差微分方程以及主、子慣導系統之間計算失準角微分方程的詳細推導過程；文獻[2]給出了主、子慣導系統之間的安裝誤差角模型和撓曲變形角模型，文獻[3]詳細推導了桿臂效應的產生機理。

本文首先對影響捷聯慣導動基座傳遞對準性能的誤差源進行了分析并建模，建立了傳遞對準濾波器模型：并給出了采用不同匹配方式時所需的觀測量和觀測矩陣：最后對不同匹配方法的特性進行了仿真驗證與分析。