无外观测信息的旋转捷联系统组合对准方法Integrated alignment of rotary SINS with the observation uncertainty
徐爱功;王大雪;孙伟;刘兴明;王光磊;
摘要(Abstract)：
针对旋转捷联系统组合对准过程中外设备与惯导系统信息更新频率不同步问题,该文提出一种无外观测信息的组合对准方法:简述了旋转调制型捷联惯导系统,采用数字高通滤波器提取了载体的瞬时速度,并利用谱条件数法计算出惯性测量单元静止和旋转状态下捷联系统的可观测度;然后将滤波提取的瞬时速度与惯导解算速度作差视为观测量进行卡尔曼组合对准。实验结果表明:无外观测信息的组合对准方法可以满足旋转捷联系统的对准需求。
关键词(KeyWords)： 捷联惯导系统;旋转调制;组合对准;高通滤波;卡尔曼滤波
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41304032);; 第6批中国博士后科学基金特别资助项目(2013T60298);; 第51批中国博士后科学基金面上资助项目(2012M510830);; 辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2011047);; 辽宁省科技厅博士启动基金项目(20121084);; 测绘遥感信息工程国家重点实验室资助项目(12P01)
作者(Authors): 徐爱功;王大雪;孙伟;刘兴明;王光磊;
DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2015.02.006
参考文献(References)：
- [1]王荣颖,许江宁,卞鸿巍,等.方位旋转式平台惯导系统的误差分析与仿真[J].系统仿真学报,2009,21(15):4786-4789.
- [2]Ishibashi S,Tsukioka S,Yoshida H,et al.Accuracy Improvement of an Inertial Navigation System Brought about by the Rotational Motion[C]//OCEANS 2007-Europe,2007:1-5.
- [3]Lahham J I,Brazell J R.Acoustic Noise Reduction in the MK 49 Ships Inertial Navigation System[C]//IEEE Position Location and Navigation Symposium,1992:32-39.
- [4]Morrow R B,Heckman D W.High Precision IFOG Insertion into the Strategic Submarine Navigation System[C]//The 53rd Annual Meeting of the Institute of Navigation,1997:332-338.
- [5]Heckman D W,Baretela M.Improved AffordAbility of High Precision Submarine Inertial Navigation by Insertion of Rapidly Developing Fiber Optic Gyro Technology[C]//IEEE Position Location and Navigation Symposium,2000:404-410.
- [6]Terry T,Emanuel L.The AN/WSN-7B Marine Gyrocompass/Navigator[C]//Proceedings of the 2000 National Technical Meeting of the Institute of Navigation,2000:348-357.
- [7]Levinson E,Majure R.Accuracy Enhancement Techniques Applied to the Marine Ring Laser Inertial Navigation[J].Journal of the Institude of Navigation,1987,34:64-86.
- [8]Timofeev E A,Tsekhanovich G S.INS Simulator for Debugging INS/GNSS Data[C]//IEEE Transactions Aerospace and Electronic Systems,2009(1):38-40.
- [9]游文虎,姜复兴.INS/GPS组合导航系统的数据同步技术研究[J].中国惯性技术学报,2003,11(4):20-22.
- [10]马云峰,周百令,万振刚,等.MIMU/GPS组合导航系统数据同步与融合方法研究[J].中国惯性技术学报,2004,12(3):28-31.
- [11]杨涛,王玮.GPS/SINS组合导航系统实现时间同步的软件方法[J].中国惯性技术学报,2008,16(4):436-438.
- [12]Tirerton D H,Weston J L.Strapdown Inertial Navigation Technology[M].Lexington:Copublished by the American Institute of Aeronautics and Astronautics and the Institution of Electrical Engineers,2004.
- [13]柴永利.捷联惯导系统误差调制技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2010.
- [14]孙伟,孙枫.基于惯导解算的舰船升沉测量技[J].仪器仪表学报,2012,33(1):167-172.
- [15]曹冰.动态环境下舰船瞬时线运动测量技术[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2011.
- [16]龚晶.舰船瞬时线运动参数惯性测量技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2010.
- [17]陈江良,陆志东.基于Matlab的数字滤波器设计及其在捷联惯导系统中的应用[J].中国惯性技术学报,2005,13(6):10-12.
- [18]Cho S Y,Kim B D.Adaptive IIR/FIR Fusion Filter and Its Application to the INS/GPS Integrated System[J].Au Tomatica,2008,44(8):2040-2047.
- [19]徐博,郝燕玲,刘付强.数字滤波方法在光纤陀螺捷联罗经系统中的应用[J].仪器仪表学报,2007,28(8):328-331.
- [20]孙枫,孙伟.旋转捷联惯导系统精对准技术研究[J].系统工程与电子技术,2010,32(3):630-633.
- [21]万德钧,房建成.惯性导航初始对准[M].南京:东南大学出版社,1998.
- [22]Ham F M,Brown R G.Observability,Eigenvalues and Kalman filtering[C]//IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems,1983,19(2):269-273.
- [23]Yeon F J,Yu P L.Error Estimation of INS Ground Alignment through Observability Analysis[C]//IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems,1992,28(1):92-97.
- [24]钱伟行,刘建业,赵伟,等.基于转动基座的SINS初始对准方法研究[J].宇航学报,2008,29(3):928-931.
- [25]徐仲,张凯院,陆全,等.矩阵论简明教程[M].北京:科学出版社,2001:37-56.