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长航时低动态纯惯导定位误差估计

(2014-04-30 08:04:51)
   长航时一般指导航时间大于24h(至少6-8h),低动态指车载或船载(角速率、加速度和速度都不大),在误差估计时近似为静态,可利用惯导静态误差传播方程进行估计。传播特性见《惯性仪器测试与数据分析》附录表C-1。定位误差估计大致思路如下:
   1)通常惯导初始速度和定位误差不大,可不考虑;
   2)只要加速度计精度不是太次能匹配上陀螺,加速度计造成的定位误差相对陀螺的要小得多,也不考虑;
   3)由陀螺误差会引起初始对准失准角误差,其中主要考虑方位失准角phiU0引起的定位误差,经纬度定位误差振荡幅值=初始方位失准角phiU0;
   4)陀螺漂移epsilon引起的经纬度振荡误差幅值为epsilon/wie,其中wie是地球自转大小,误差4)与3)的幅值大小差不多;
   5)(主要是天向)陀螺漂移epsilon引起的经度误差随导航时间线性增长,即epsilon*t,其中t是导航时间。

   比如,假设epsilon=0.01度/h,且当地纬度0度(中低纬度的影响基本可不用考虑),导航时间24h,
则,由3)求得phiU0=2.3arcmin;由5)求得0.01*24=0.24度=14.4arcmin,
因此,纬度误差振荡的幅值是2.3海里量级(考虑多种因素随机相加综合后可能扩大1-3倍);经度误差振荡并线性发散在24h时为14.4海里量级。

   如果给定陀螺漂移是0.01度/h的几倍,则只要简单地将上述定位误差估计结果乘以几倍即可。即,高精度导航系统的定位误差与器件误差之间近似存在线性比例关系。

   以上理论分析可以通过PSINS工具箱中的test_sins_static.m进行仿真验证。

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