雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高精度的慣性導(dǎo)航不僅需要高精度的慣性測量元件（加速度計和陀螺），而且需要優(yōu)良的誤差補(bǔ)償與抑制技術(shù)。而在線標(biāo)定技術(shù)和旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)是實現(xiàn)誤差補(bǔ)償與抑制的具體手段。在線標(biāo)定技術(shù)可以將慣性測量元件誤差參數(shù)確定并補(bǔ)償，提高艦船導(dǎo)航精度和續(xù)航時間。旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)是將隨時間發(fā)散的導(dǎo)航誤差調(diào)制成周期振蕩的形式，以抑制其發(fā)散。而且在調(diào)制過程中由于安裝技術(shù)、精度所限還會引起姿態(tài)誤差，亟待解決。
　　本文首先進(jìn)行慣性元器件的建模，明確了導(dǎo)航誤差與慣性元器

2、件誤差的的關(guān)系。明確了帶有轉(zhuǎn)臺的慣導(dǎo)系統(tǒng)常用的坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系。對常用標(biāo)定方法綜合分析比較提出一種適合實驗室自研光纖陀螺的外場標(biāo)定方法。提出了一套雙軸12位置轉(zhuǎn)位方案，詳細(xì)介紹了該方案標(biāo)定原理與標(biāo)定步驟。對于無法準(zhǔn)確標(biāo)定或標(biāo)定精度低的誤差參數(shù)解釋了原因。最后進(jìn)行公式推導(dǎo)，將各個誤差分別從不同導(dǎo)航誤差方程中推導(dǎo)出來。其次，從原理上分析了雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)，圖示了雙軸慣導(dǎo)系統(tǒng)樣機(jī)，使雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)更加直觀。理論分析了工程實踐中由轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與

3、IMU軸和載體軸分別不重合對導(dǎo)航造成的誤差，而且推導(dǎo)了不同轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的導(dǎo)航誤差效果不同。接著對旋轉(zhuǎn)調(diào)制過程中引起的鋸齒波速度誤差進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)改進(jìn)方法。還有推導(dǎo)了對于轉(zhuǎn)臺測角機(jī)構(gòu)不準(zhǔn)確對于姿態(tài)解調(diào)的影響，得出結(jié)論內(nèi)軸測角不準(zhǔn)確會帶來三個姿態(tài)角均產(chǎn)生誤差，而外軸只會影響橫搖角。最后，基于上述理論推導(dǎo)與分析進(jìn)行仿真驗證和實物實驗。包括對提出雙軸標(biāo)定方案仿真，并進(jìn)行標(biāo)定前后仿真導(dǎo)航對比，驗證了理論的正確性。隨后進(jìn)行標(biāo)定實驗，對于實驗與理

4、論仿真結(jié)果的不同做出了分析。接著對雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)進(jìn)行仿真驗證，分別對比了靜態(tài)下與調(diào)制下導(dǎo)航誤差，證明了旋轉(zhuǎn)調(diào)制理論對誤差的抑制作用。然后進(jìn)行了導(dǎo)航實驗，分別在靜態(tài)和靜基座雙軸調(diào)制、松花江雙軸調(diào)制下導(dǎo)航效果做出了對比，進(jìn)一步驗證了雙軸導(dǎo)航的作用，并分析了由于江試導(dǎo)航效果沒有實驗室效果好的原因。此外，進(jìn)行了姿態(tài)解調(diào)實驗，對由雙軸轉(zhuǎn)軸位置誤差對姿態(tài)解調(diào)帶來的影響進(jìn)行了圖示，直觀的展示的該誤差對導(dǎo)航的嚴(yán)重影響，驗證了理論推導(dǎo)的正確性，證明了該