冗余旋转惯导系统两位置初始对准方法

作者：邹涛; 王丽芬^*; 任元; 朱挺

来源：红外与激光工程, 2023, 52(01): 184-192.

• 冗余旋转惯导系统
• 两位置对准
• 误差补偿
• 解析对准

冗余旋转惯导系统(Redundant Rotating Inertial Navigation System, RRINS)可以在传统旋转惯导系统的基础上，进一步提高系统的可靠性。针对该类系统高精度初始对准需求，以正四面体冗余旋转惯导系统为例，研究了两位置初始对准方法。首先以每3个陀螺仪和3个加速度计构成一种组合方式，建立每种组合下惯性器件的零偏与冗余配置相关的解析表达式，并设计RRINS两位置转停方案以估计对应惯性器件的零偏，但是在某些特殊的情况下需要增加观测位置；然后将每个惯性器件在不同组合下得到的结果取均值，并利用该均值对相应惯性器件的测量信息做补偿；最后基于补偿后的惯性器件输出进行RRINS的初始对准。数学仿真和实验验证结果表明，该方法在不同两位置方案下均可有效估计出惯性器件的零偏。仿真中陀螺仪的零偏估计误差在4%以内，加速度计的零偏估计误差基本在2%以内，且相比无零偏补偿的情况，初始对准精度提高10倍以上。实验中水平和方位向的初始对准精度都有提高，航向角对准误差最大减小100倍左右。同时，该方法还可以推广到其他配置方案的冗余旋转惯导系统中，对该类惯导系统初始对准精度的提高具有一定借鉴意义。

• 单位
  中国人民解放军装备学院