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36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法

江奇渊 汤建勋 韩松来 袁保伦

江奇渊, 汤建勋, 韩松来, 袁保伦. 36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1579-1586.
引用本文: 江奇渊, 汤建勋, 韩松来, 袁保伦. 36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1579-1586.
Jiang Qiyuan, Tang Jianxun, Han Songlai, Yuan Baolun. Systematic calibration method based on 36-dimension Kalman filter for laser gyro SINS[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1579-1586.
Citation: Jiang Qiyuan, Tang Jianxun, Han Songlai, Yuan Baolun. Systematic calibration method based on 36-dimension Kalman filter for laser gyro SINS[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1579-1586.

36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法

基金项目: 

国家自然科学基金(61203199,61104199)

详细信息
    作者简介:

    江奇渊(1990-),男,硕士生,主要从事激光陀螺捷联惯导方面的研究。Email:jiangqiyuan12@gmail.com

  • 中图分类号: TN21

Systematic calibration method based on 36-dimension Kalman filter for laser gyro SINS

  • 摘要: 分析了系统级标定的研究现状,建立了惯导系统误差模型。额外考虑加速度计二次项误差系数与内杆臂参数对系统的影响,提出了一种36维Kalman滤波系统级标定方法。设计了合适的标定路径,建立了Kalman滤波模型。仿真及实验结果表明,激光陀螺和加速度计零偏估计精度分别优于0.001()/h和9 g,标度因数误差估计精度分别优于3 ppm(1 ppm=10-6)和2 ppm,安装误差角估计精度分别优于1和3,二次项误差系数估计精度优于410-10 s2/m,内杆臂参数估计精度优于3 mm,满足高精度惯导系统的标定要求。
  • [1]
    [2] Guo Pengfei, Wang Mei, Ren Zhang, et al. The new calibration algorithm for the low-cost fiber-optics gyroscope[C]//Proceedings of the 2006 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, 2006: 739-743.
    [3]
    [4] Bekkeng J K. Calibration of a novel MEMES inertial reference unit[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2009, 58(6): 1967-1974.
    [5] Goshen-Meskin D, Bar-Itzhack I Y. A unified approach to inertial navigation system error modeling[J]. Journal of Guidance Control and Dynamics, 1992, 15(3): 472-480.
    [6]
    [7] Chai Weihua, Du Yadong, Zhang Shuxia. The Study of Observability of Strapdown Inertial Navigation System[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2000, 21(2): 10-14. (in Chinese) 柴卫华, 杜亚东, 张树侠. 捷联惯导系统可观测性的研究[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2000, 21(2): 10-14.
    [8]
    [9]
    [10] Yang Xiaoxia, Huang Yi. Systematic calibration method for laser gyro SINS[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2008, 16(1): 1-7. (in Chinese) 杨晓霞, 黄一. 激光陀螺捷联惯导系统的一种系统级标定方法 [J]. 中国惯性技术学报, 2008, 16(1): 1-7.
    [11]
    [12] Liu Feng, Xu Dan, Shang Kejun, et al. Analysis on timing preferences of calibration based on navigation datum[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2009, 17(6): 643-647. (in Chinese) 刘峰, 徐丹, 尚克军, 等. 基于导航误差的系统级标定方法中时间参数选取原则分析[J]. 中国惯性技术学报, 2009, 17(6): 643-647.
    [13] Yu Hailong. Research on the methods for improving the accuracy of Laser Gyro SINS in vibration environment[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2012. (in Chinese) 于海龙. 提高强振动环境下激光陀螺捷联惯导系统精度的方法研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2012.
    [14]
    [15]
    [16] Zhang Hongliang. Research on the methods for error parameter estimation of the land high-precision RLG strapdown inertial navigation system [D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2010. (in Chinese) 张红良. 陆用高精度激光陀螺捷联惯导系统误差参数估计方法研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2010.
    [17]
    [18] Grewal M S, Henderson V D, Miyasako R S. Application of Kalman filtering to the calibration and alignment of inertial navigation systems[J]. IEEE Transactions on Automatic Control, 1991, 36(1): 4-13.
    [19]
    [20] Wu Saicheng, Qin Shiqiao, Wang Xingshu, et al. Systematic calibration method for RLG inertial measurement unit[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2011, 19(2): 185-189. (in Chinese) 吴赛成, 秦石乔, 王省书, 等. 激光陀螺惯性测量单元系统级标定方法[J]. 中国惯性技术学报, 2011, 19(2): 185-189.
    [21] Yan Gongmin, Zhou Qi, Weng Jun, et al. Inner Lever Arm Compensation and Its Test Verification for SINS[J]. Journal of Astronautics, 2012, 33(1): 62-67.
    [22]
    [23] Camberlein L, Mazzananti F. Calibration technology for laser gyro strapdown inertial navigation systems[C]//Symposium Gyro Technology, Stuttgart, Germany, 1985.
    [24]
    [25] Goshen-Meskin D, Bar-Itzhack I Y. Observability analysis of piece-wise constant systems-part 2: Application to inertial navigation in-flight alignment[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1992, 28(4): 1068-1075.
    [26]
    [27] Cheng Xianghong, Wan Dejun, Zhong Xun. Study on observability and its degree of strapdown inertial navigation system[J]. Journal of Southeast University, 1997, 27(6): 6-11. (in Chinese) 程向红, 万德钧, 仲巡. 捷联惯导系统的可观测性和可观测度研究[J]. 东南大学学报, 1997, 27(6): 6-11.
  • [1] 岳丽清, 贾馨, 苗洋, 刘辉, 武文晋, 隋请.  机械臂双目视觉系统内外参高精度标定 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200525-1-20200525-7. doi: 10.3788/IRLA20200525
    [2] 陈法领, 丁庆海, 罗海波, 惠斌, 常铮, 刘云鹏.  采用时空上下文的抗遮挡实时目标跟踪 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200105-1-20200105-11. doi: 10.3788/IRLA20200105
    [3] 王琦, 高春峰, 周健, 熊振宇, 聂晓明, 龙兴武.  陆用组合导航中Janus配置的激光多普勒测速仪的标定方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417003-0417003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417003
    [4] 李斌, 蔡春龙, 孟祥涛.  基于组合滤波的光纤陀螺惯导/星敏感器组合导航算法 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217005-1217005(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1217005
    [5] 董春梅, 任顺清, 陈希军, 王常虹.  激光陀螺捷联惯导系统的模观测标定方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917007-0917007(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0917007
    [6] 吉云飞, 姬占礼, 何小飞.  实现惯测坐标系正交同步的系统级标定技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117002-0117002(7).
    [7] 王志伟, 石志勇, 秦俊奇, 王风杰.  火箭弹载捷联惯导简易标定路径设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 217005-0217005(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0217005
    [8] 邢运龙, 李艾华, 崔智高, 方浩.  改进核相关滤波的运动目标跟踪算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 214-221. doi: 10.3788/IRLA201645.S126004
    [9] 石文峰, 王省书, 郑佳兴, 战德军, 王以忠.  激光陀螺捷联惯导系统多位置系统级标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1106004-1106004(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1106004
    [10] 王志伟, 石志勇, 全振中.  某型火箭炮捷联惯导在线标定方案研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 266-272.
    [11] 钟明飞, 汤建勋, 江奇渊, 韩松来, 饶谷音, 袁保伦.  振动条件下激光陀螺捷联惯导系统的圆锥算法研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2626-2630.
    [12] 张晞, 张声艳.  数字闭环石英挠性加速度计信号检测技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3356-3362.
    [13] 彭鹏, 温廷敦, 许丽萍.  一种新结构介观压光型微加速度计 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3363-3367.
    [14] 高春峰, 魏国, 谢元平, 李耿, 刘灿.  二频机抖激光陀螺捷联惯导系统快速?方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 375-381.
    [15] 刘灿, 龙兴武, 魏国, 李耿, 高春峰.  捷联惯导系统内水平阻尼网络及算法研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2637-2643.
    [16] 陈晓露, 戴明, 葛明, 郎小龙.  快速平滑点特征轨迹电子稳像 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1988-1993.
    [17] 明安杰, 谭振新, 吴健, 赵敏, 欧文, 陈大鹏.  基于虚拟仪器的多通道MEMS 加速度计自动化测试系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1955-1959.
    [18] 于海龙, 吕信明, 汤建勋, 魏国, 王宇, 饶谷音.  激光捷联惯导系统高阶误差模型的建立与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2375-2379.
    [19] 何小飞, 王巍, 黄继勋.  联邦滤波在光纤陀螺捷联惯导系统传递对准中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 993-997.
    [20] 曲仕茹, 杨红红.  采用Kalman_BP神经网络的视频序列多目标检测与跟踪 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2553-2560.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-05
  • 修回日期:  2014-10-15
  • 刊出日期:  2015-05-25

36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法

    作者简介:

    江奇渊(1990-),男,硕士生,主要从事激光陀螺捷联惯导方面的研究。Email:jiangqiyuan12@gmail.com

基金项目:

国家自然科学基金(61203199,61104199)

  • 中图分类号: TN21

摘要: 分析了系统级标定的研究现状,建立了惯导系统误差模型。额外考虑加速度计二次项误差系数与内杆臂参数对系统的影响,提出了一种36维Kalman滤波系统级标定方法。设计了合适的标定路径,建立了Kalman滤波模型。仿真及实验结果表明,激光陀螺和加速度计零偏估计精度分别优于0.001()/h和9 g,标度因数误差估计精度分别优于3 ppm(1 ppm=10-6)和2 ppm,安装误差角估计精度分别优于1和3,二次项误差系数估计精度优于410-10 s2/m,内杆臂参数估计精度优于3 mm,满足高精度惯导系统的标定要求。

English Abstract

参考文献 (27)

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