《光學陀螺旋轉式慣導系統的動態自標定理論及方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由袁保倫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光學陀螺旋轉式慣導系統的動態自標定理論及方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁保倫
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
該項目利用動態系統的可觀測性理論和卡爾曼濾波方法，深入研究光學陀螺旋轉式慣導系統中的動態自標定模型與理論，深入分析慣性測量組合(IMU)在不同轉動路徑下各種誤差參量的可觀測性和誤差傳播規律，並針對雷射陀螺雙軸旋轉式慣導系統，探討利用系統自身轉軸實現系統在動態環境下對慣性元件的安裝方位誤差、標度因數誤差、零偏誤差、二次項係數誤差等參量進行自動標定與校正的理論和方法。本項目的研究內容主要包括：(1)自標定的系統誤差模型、誤差傳播規律及卡爾曼濾波方法的理論研究；(2)IMU不同轉動路徑下的各種誤差分析和系統可觀測性分析；(3)自標定的最優路徑及動態環境下的自標定方案研究。通過上述研究，能夠改進光學陀螺旋轉式慣導系統中慣性元件各種誤差的校正方法，並解決雷射陀螺雙軸旋轉式慣導系統在艦船系泊或航行狀態下的自標定問題，這對提高光學陀螺旋轉式慣導系統的精度、可靠性、自主性等均具有重要價值與意義。
結題摘要
為滿足旋轉式慣性導航系統在動態環境下的自標定要求，項目深入研究了光學陀螺旋轉式慣導系統中的動態自標定模型與理論，並針對雷射陀螺雙軸旋轉式慣導系統，提出了一套利用系統自身轉軸實現動態自標定的方法。項目的主要研究工作包括：（1）研究了適應於動態自標定的慣性導航系統誤差方程和卡爾曼濾波計算方法，得到了適用於全球任意位置大動態情況下的ψ角誤差方程，建立了卡爾曼濾波觀測值的計算方法和自標定的33維卡爾曼濾波計算模型；（2）研究了光學陀螺慣性測量組合不同轉動路徑下的數學平台誤差和可觀測性，提出了一種25位置光學陀螺慣導系統自標定路徑，並在三軸轉台上進行了實驗驗證和分析；（3）研究了適用於雙軸轉動的光學陀螺慣導系統動態自標定方法，設計了一套包含著六個轉動路徑的自標定方案，對四頻差動雷射陀螺的標度因數、安裝誤差的標定精度達到1ppm；（4）進行了動態自標定的實驗研究，主要是基於所提出的動態自標定方案，設計編寫了雙軸慣導系統的動態自標定程式，並結合實際的雷射陀螺雙軸旋轉式慣導系統，進行了室內搖擺實驗、跑車試驗、海上試驗等大量的動態自標定及導航試驗。項目的研究有如下意義：（1）提出的慣性導航系統誤差方程及其卡爾曼濾波計算方法，適用於全球任意位置和大動態情況，對於研究慣導系統的動態自標定、初始對準、組合導航等均具有實用價值；（2）提出的25位置光學陀螺慣導系統自標定路徑，對於慣導系統室內高精度標定測試及長期穩定性研究具有實用意義；（3）提出雙軸動態自標定方法，有效地提高了光學陀螺旋轉式慣導系統的精度和可靠性，目前已作為關鍵技術套用到了兩個重要項目的旋轉式慣導系統上，將為相關裝備能力的提升作出貢獻。
