数学热本与变用
应用研究
SINS 传递对准中对杆臂效应的误差补尝研究
张斌刘炼刘雪松
(中国人民解放军91550部队辽宁大连116023)
摘要：传递对准过程中，由于主、子惯导在载体上的安装住置不同，子惯导加速度计和主惯导加速度计会敏感到不同的加速度,达种现象就是传强对准中的杆肾效应现象。当主、子慎导间隔距离较远且载体运动幅度较大时，需要在传通对准过程中对杆臂效应造成的误差进行补偿。本文针对杆臂效应产生原理,并结合微分跟踪器对角速度信号遗行求取，设计了一种计算补偿方法,仿真结果表明，该方法可有效提升对系统失准角误差的估计
关键词：杆臂效应导传递对准微分跟踪器
中图分类号:TJ760 1引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)05-0067-03
dr
捷联式惯性导航系统将惯性传感器固联在载体上，直接测量载体的加速度和角速度。由于其体积小，价格较低，目前得到大量应用。动基座对准中，由于存在基座运动而产生了多种干扰，再加上捷联式惯性导航系统元器件精度有限，因而无法在较短时间内采用自对准方式进行较高精度的初始对准。采用惯性信息匹配方法的传递对准原理有效地解决了这个问题I-4。而在传递对准过程中，由于主、子惯导在载体上的安装位置不同，子惯导加速度计和主惯导加速度计会敏感到不同的加速度，这种现象就是传递对准中的杆臂效应现象。当主、子慎导间隔距离较远且载体运动幅度较大时，需要在
传递对准过程中对杆臂效应造成的误差进行补偿。 2杆臂效应原理
如图1所示，对杆臂效应原理进行分析"。其中0.X_Y_Z.为主惯导坐标系，O,X,Y,Z,为子惯导坐标系。R为O相对惯性坐标原点的位置失量，R，为O,相对惯性坐标原点的位置失量，而r，则为0,点
相对于载体坐标系原点O。的位置失量。如图1所示：R=R,+r，
(1)
在惯性系内对(1)式两边分别求微分，可得：
dR,_ dR,] , dr,/ _ dR, , dr,
甲+甲=甲+甲=甲
+o,×
(2)
@%为主惯导坐标系相对于惯性空间的角速度。再对(2)式两边求微分并化简可得：
d'R,_ d'r
, dr, p
+26
dr.
+é×r, + ×(α×r)
p
(3
由于子惯导固连在载体上，即O,相对舰体坐标系是不动的，所以可以认为：
Z
z, X
X
图1杆臂效应原理示意图
Y
dr
dr =0
=0，简化上式，可得
dr
d'R]_ d'R
+_×r, +@×(α_ ×r,)
dr
de2
(4)
由于。和@。可由主惯导得出。因此，在知道杆臂下。的情况下，可由上式得出杆托臂误差加速度，进而对主惯导所测得比力进行
补偿，得出子惯导所受比力。 3求解@。的方法
在用式(4)进行杆臂干扰加速度的计算时，对。的精度要求较高。而通过惯导器件求得的。都是包含误差在内的，如果直接用前向差分，再求取导数的方法来求。会引人较大的计算误差。因此，本文研究了一种TD微分跟踪器进行の。的求解5。
TD微分跟踪器的原理结构是：对它输人一个信号v(t)，它将输出2个信号xl和x2，其中xl跟踪v(），而x2=x1，从面把x2作为V(t)的近似微分。适当构造跟踪微分跟踪器的内部结构，信号、可以在输人端信号不连续或包含一定的噪声时较好的提取出连续信号，而且速度快，精度高。
离散化的一阶跟踪微分器的差分方程如下：
x( + 1) x1(A) + A×x2()
2(h +1)= x2(k)+ hxrxsa[g(),0)
其中： S= hr 81=h
e(Kk)= xl(Kk) w(k)
z1(k) = e(K)+ hx2(k)
x2(K)0.5(aign(≤(K)rx(h
g(k)=
2()+),1(6
h
sign(x)x≥8
sa(x,)=
Jx
s[1,x ≥0
sign(x):
1,x<0
(5)
(+ 1 F
式中，v(t)是被跟踪的输入信号，xl、x2是跟踪一微分器的状态变量，为是离散化的步长，亡是反映跟踪快慢的速度因子。
作者篇介：张斌，男，(1981-),颈士研究生,91550部队,116023。现从事导航制导与三维数字显示技术的研究。
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