一种小型化SINS的初始对准方法研究

关键词：捷联惯导系统 初始对准 卡尔曼滤波 数值仿真 

摘要：针对小型化捷联惯性导航系统,以100 Hz为采样频率采集惯性测量组件的输出数据为基础,分析了3种不同的初始对准方法,解析对准、惯性系对准以及基于卡尔曼滤波的对准,并进行了相应的数值仿真实验。另外,考虑到捷联系统工作环境的高动态性和复杂性,假定方位失准角存在较大的变化(以递增方式变化),研究了线性卡尔曼滤波和非线性卡尔曼滤波在不同方位失准角情况下的对准效果,其中非线性卡尔曼滤波包括扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波。实验仿真结果表明,卡尔曼滤波对准是一种高效、稳定的对准方式,对准精度为2.46′,对准时间为180 s。在失准角小于18°时,线性卡尔曼滤波可以满足对准要求;而失准角在18°~55°时,扩展卡尔曼滤波能较好发挥快速初始对准作用;当失准角超过55°后,无迹卡尔曼滤波是快速对准的最佳选择。所以,针对小型SINS在实际工程应用中的初始对准方法,应根据方位失准角的大小选择相应的卡尔曼滤波。

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