光纖陀螺慣導系統航位推算誤差補償方法研究

陳 穎，紀 明，康 臻，楊 萌，李穎娟，劉 冰，鄧春林

（1．西安應用光學研究所，陜西 西安710065；2．第二炮兵工程學院，陜西 西安710025）

引言

用光纖陀螺作為核心器件構成的慣導系統能夠為車輛、飛機、艦艇提供重要的航向、速度及位置信息。慣導系統在具備自主性、完全獨立特點的同時，由于自身誤差會隨時間增長而積累，因此需要輔助其他導航方式提高系統精度。航位推算與慣導系統類似，也具有自主性，它利用里程計的輸出、慣導提供的姿態信息和慣導相對車體的安裝偏角進行位置解算［1］。

本文提出了用光纖陀螺組成慣導系統，結合里程計的路程信息進行航位推算，減小了系統誤差的發散程度。通過組合導航濾波器對各種誤差進行實時估計，利用估計結果對航位推算進行補償修正，最后對整個系統進行跑車標定及試驗數據分析［2-3］。

1 組合導航系統組成

慣性導航系統INS（intertial navigation system）采用光纖陀螺組成慣性測量單元IMU（intertial measurement unit），每5ms進行導航解算一次。INS與里程計組合導航方案如圖1所示。事先標定的INS經過導航解算處理后輸出姿態信息，航位推算模塊使用INS提供的姿態信息、航向信息和里程計的位置增量信息［4］ΔSk，然后進行多次標定得到安裝偏角，最終完成航位推算。為減小誤差，設計了卡爾曼濾波器。以組合導航系統的誤差值做為狀態量，根據航位推算得出的速度矢量信息與INS捷聯導航算法得出的速度矢量信息差值，作為Δ卡爾曼濾波器量測輸入量，估計出加速度計偏置 ，陀螺漂移ε，平臺姿態誤差φ，速度誤差δV，里程計刻度系數誤差δKd。……