扰动重力矢量对惯性导航系统的误差影响
导航工程技术专业常见问题解析惯性导航系统误差源分析与校正方法
导航工程技术专业常见问题解析惯性导航系统误差源分析与校正方法导航工程技术专业常见问题解析——惯性导航系统误差源分析与校正方法导航工程技术专业涉及众多领域，其中惯性导航系统是一项重要的研究方向。
在实际应用中，惯性导航系统常常会面临误差问题，其中误差源的分析与校正方法是解决这一问题的关键。
本文将针对常见问题，对惯性导航系统的误差源进行分析，并介绍一些常用的校正方法。
一、惯性导航系统误差源分析误差源是影响惯性导航系统精度的主要因素，它们包括三个方面：传感器误差、初始对准误差和模型误差。
1. 传感器误差惯性导航系统的传感器包括加速度计和陀螺仪，它们在测量物体加速度和角速度时会引入误差。
加速度计误差主要包括随机误差和系统误差，随机误差受到环境因素和器件制造工艺的影响，而系统误差则与加速度计的设计和校准有关。
陀螺仪误差主要包括漂移误差和尺度因子误差，漂移误差是由于运动过程中陀螺仪会逐渐累积误差，而尺度因子误差则影响陀螺仪的测量精度。
2. 初始对准误差初始对准误差是指惯性导航系统在初始使用时，由于传感器的摆放和安装不准确，导致系统初始姿态估计存在误差。
初始对准误差主要包括零偏误差、尺度因子误差和非正交误差等。
3. 模型误差模型误差是指惯性导航系统在建立数学模型时，对实际物理情况的简化和假设所引入的误差。
模型误差主要包括系统动态误差、参数误差和非线性误差等。
二、惯性导航系统误差校正方法为了提高惯性导航系统的精度，人们提出了多种误差校正方法，下面将介绍其中的几种常用方法。
1. 传感器误差校正方法传感器误差校正方法主要包括校准和滤波两种方式。
校准方法通过对传感器特性和误差进行建模，利用实验数据对模型进行参数估计，从而实现误差校正。
滤波方法利用滤波算法对传感器输出进行优化和平滑处理，以降低误差对导航结果的影响。
2. 初始对准误差校正方法初始对准误差校正方法主要包括传感器标定和初始对准两个步骤。
传感器标定通过实验测量得到传感器的误差参数，然后将其输入到初始对准算法中进行优化，最终实现初始对准误差的校正。
重力异常对航天测量船惯导姿态测量的影响与补偿
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第 ５ 卷 第 ９期 ２
２பைடு நூலகம் ０ ２年 ９月
电讯 技 术
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精度 中影 响较 大 ， 因此 ， 需要 分析 重力 异 常对 于惯导 姿态 测量 的影 响 ， 对 补偿 的方 法进行 研究 。 并
导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正方法探究
导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正方法探究导航工程技术专业实操：惯性导航系统的误差分析与校正方法探究随着现代导航技术的快速发展和广泛应用，惯性导航系统在航空、航海、地面车辆等领域中扮演着重要的角色。
然而，由于各种原因，惯性导航系统在实际应用中难免会产生一定的误差，因此，学习误差分析与校正方法成为导航工程技术专业的必修内容。
本文将对惯性导航系统的误差来源、误差分析方法以及误差校正方法进行探究和总结。
一、误差来源分析惯性导航系统的误差来源复杂多样，主要包括器件固有误差、测量误差和环境误差等。
器件固有误差主要指惯性测量单元（IMU）中的陀螺仪零偏、比例因素误差以及加速度计安装误差等。
测量误差包括各类传感器的随机误差和系统偏差，例如传感器的量程不确定性和非线性等。
环境误差主要指温度变化、振动和加速度的不均匀性等对导航系统性能产生的影响。
二、误差分析方法为了准确地分析惯性导航系统的误差，工程技术人员通常采用以下两种方法：定态误差分析和动态误差分析。
1. 定态误差分析定态误差分析方法主要通过在不同工作状态下对系统进行测试，统计并分析其误差特性。
具体步骤如下：首先，对系统进行静态校准，获取系统在各参数状态下的误差特性曲线；其次，根据实测数据，利用统计学方法对误差进行分析，包括误差均值、标准差等参数的计算；最后，通过建立数学模型，对定态误差进行综合分析，找出误差随参数变化的规律。
2. 动态误差分析动态误差分析方法主要通过对系统在不同运动条件下的实测数据进行分析，确定误差的变化规律和影响因素。
具体步骤如下：首先，选择不同运动模型，例如匀速、加速度等，设计实验方案并采集数据；其次，通过数据处理方法，对误差进行分析和提取，包括误差漂移速率、相关性等参数的计算；最后，根据误差分析结果，优化系统设计和算法，减小误差对导航精度的影响。
三、误差校正方法误差校正是提高惯性导航系统精度的关键环节，校正方法的选择和优化对于系统的性能至关重要。
重力梯度仪辅助惯导导航的误差分析
摘要 ： 究了重力梯度仪辅助惯导 的导航误差方程 ， 算某 区域重力 异常 、 线偏差 和二 阶的扰动重 力张量 ， 研 计 垂 并 在此 基 础 上 对 扰 动 重 力 补 偿 惯 导 系 统 误 差 进 行 了 仿 真 计 算 ， 无 重 力 梯 度 仪 辅 助 惯 导 的误 差 进 行 数 值 比 较 ， 与 结 果 表 明 采 用 重 力 梯 度 仪 辅 助 导 航 之 后 ， 动 重 力 引 起 的惯 导 误 差 有 了 明显 的改 善 。 扰 关 键 词 ： 力 梯 度 仪 ； 动 重 力 ； 导 ； 差 重 扰 惯 误
惯 导 系统 陀 螺 和加 速 度 计 技 术 的逐 渐 完 善 ， 使 得地球 扰 动重力 成 为 限制 惯 导 系统 精 度 的误 差 源 。 特别是 垂 线偏 差 引起 的水 平 扰 动 重 力 分 量 ， 产 生 会 发散 的惯 导误 差 ¨ ， 精 度 惯 性 导 航 系统 必 须 考 高
差 。如果 重 力梯 度 仪 与 惯 导安 装 在 同一 个 平 台 上 ， 则 即为惯 导 的姿 态角 。
对 于单 轴 的舒拉 回路 ， 斜 角有 ： 倾
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重力辅助惯性导航系统匹配算法研究
重力帮助惯性导航系统匹配算法探究关键词：重力帮助惯性导航系统，匹配算法，GPS缺失，姿态测量，实时修正一、引言重力帮助惯性导航系统（GIS）以惯性测量单元为基础，通过加速度计和陀螺仪来测量车辆的位置、速度和姿态等信息，又称为惯性导航系统（INS）。
相比于传统GPS导航系统，GIS具有不受外部环境影响、无信号延迟、高频测量速度等优势，因而在军事、航空航天、海洋等领域得到广泛应用。
然而，GIS也存在一些问题，例如：INS的累积误差会导致测量的位置和姿态不准确；在GPS信号被干扰或失效、路网信息缺失等状况下，GIS也会出现使用效率低下的问题。
因此，如何提高GIS的定位和姿态测量精度，提高在缺失GPS信号和路网信息状况下的使用效能，成为当前GIS探究的热点问题。
二、相关工作在过去的几十年中，学者们对GIS的各种误差进行了广泛探究，提出了许多解决方案。
其中，较为常见的解决方法有：1）利用GPS纠正INS的位置误差；2）融合其他传感器信息（如视觉、雷达等）以提高信息定位精度；3）利用地图信息纠正INS的位置和姿态。
然而，这些方法均存在缺陷，如GPS信号被干扰或失效，或目标区域缺乏完整的地图信息等，解决方法的可用性存在较大限制。
三、算法设计针对以上问题，本文提出了一种利用GIS自身惯性测量以及重力加速度信息进行实时纠正的算法。
算法主要分为以下几步：1）收集数据：提取GIS所得到的车辆位置、速度和姿态等信息，以及重力加速度信息，并进行预处理；2）匹配车辆姿态：基于拟合误差最小化法计算车辆姿态，将重力加速度信息融合至姿态解算中，实时修正姿态解算中的累计误差；3）实时修正位置和速度：利用加速度计和陀螺仪等传感器输出的信息，沿车轴方向积分得到车辆速度和位置信息，并将重力加速度信息与车体坐标系相关联后，对速度和位置测量进行实时校准和修正。
四、试验结果为验证算法的正确性和有效性，本文选用了北京市某市区的城市环路作为测试道路，对GIS进行了实际路试。
导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正
导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正导航工程技术专业涉及到许多重要的导航系统，其中之一就是惯性导航系统。
惯性导航系统是一种可以独立运行的导航系统，通过测量和计算物体的加速度和角速度来确定位置和方向。
然而，惯性导航系统存在着一定的误差，这些误差需要进行分析和校正，以确保导航的准确性和可靠性。
一、误差来源与分类惯性导航系统的误差主要来自于两个方面：传感器误差和初始值误差。
传感器误差是由于惯性传感器本身的不完美性能引起的，包括随机误差和系统误差。
随机误差是在测量中出现的偶然误差，一般可通过多次测量求平均值来减小；系统误差是固定的、与物理因素相关的常数误差，一般可通过校正来减小。
初始值误差是由于系统初始状态的不准确引起的，包括位置误差和姿态误差。
二、误差分析1.传感器误差分析传感器误差是惯性导航系统中最主要的误差来源之一。
对于加速度计和陀螺仪这两种常用的传感器，需要对其误差进行分析和研究。
加速度计的误差主要包括刻度因子误差、偏置误差和温度误差等。
陀螺仪的误差主要包括零偏误差、刻度因子误差和温度误差等。
通过实验和数据处理，可以确定传感器误差的大小和特征，并为后续的误差校正提供依据。
2.初始值误差分析初始值误差是惯性导航系统中由于初始状态不准确引起的误差。
对于位置误差，可以通过其他导航系统的辅助定位来进行校正。
例如，可以利用全球定位系统（GPS）提供的位置信息来校正初始位置误差。
对于姿态误差，可以利用陀螺仪提供的角速度测量值来进行校正。
通过比较惯性导航系统的测量结果与辅助定位系统的结果，可以计算出初始值误差，并进行修正。
三、误差校正方法误差校正是惯性导航系统中非常重要的一步，它可以通过多种方法来实现。
常用的误差校正方法包括零偏校正、温度校正、刻度因子校正等。
零偏校正是通过对传感器的输出进行标定，确定其零偏值，并在测量中进行相应的修正。
温度校正是通过对传感器输出的温度特性进行建模，校正温度引起的误差。
惯性导航系统中的误差补偿与姿态控制策略
惯性导航系统中的误差补偿与姿态控制策略导航系统在现代航空、航天以及各种导航应用中起着至关重要的作用。
惯性导航系统（Inertial Navigation System，简称INS）是一种通过测量运动物体的加速度和角速度来确定其位置、速度和姿态的技术。
然而，由于硬件、测量误差以及环境因素的影响，INS系统往往存在着误差，这些误差会导致导航精度的下降，因此需要采取误差补偿与姿态控制策略来提高系统性能。
误差来源：首先，我们需要了解INS系统中可能出现的误差来源。
惯性测量单元（IMU）是INS的核心组件之一，由加速度计和陀螺仪组成，它们用于测量物体的加速度和角速度。
然而，IMU的制造和使用过程中会引入各种误差，如漂移误差、偏置误差和尺度因子误差等。
此外，INS系统在导航过程中还会受到温度变化、地球自转以及外部干扰等环境因素的影响。
所有这些误差都会对导航精度产生不利影响，因此需要在系统设计中考虑误差补偿与姿态控制策略。
误差补偿策略：为了提高INS系统的性能，各种误差补偿策略被应用在实际导航中。
其中最常用的误差补偿方法包括卡尔曼滤波、全局定位系统（GPS）融合、非线性优化算法等。
卡尔曼滤波是一种基于状态空间模型的估计方法，可用于估计导航中的位置、速度和姿态等参数。
它通过对测量值和系统模型进行加权平均，从而估计系统的状态并减小误差。
卡尔曼滤波算法在INS系统中广泛应用，因为它能够有效地处理噪声和不确定性，并提供滤波值的最优估计。
然而，卡尔曼滤波算法对系统动态模型的假设要求较高，因此在实际应用中需要对系统建模和参数估计进行精确分析。
GPS融合是另一种常用的误差补偿策略。
INS和GPS具有互补的特性，INS能够提供连续和精确的导航信息，而GPS可以提供绝对位置和速度。
通过将两者的信息融合，可以减小INS和GPS各自存在的误差，提高导航精度。
基于GPS融合的方法主要包括扩展卡尔曼滤波、粒子滤波和紧耦合融合等。
这些方法通过同时考虑INS和GPS的测量值和模型，从而减小误差并提高导航性能。
惯性导航系统误差传播特性分析报告
惯性导航系统误差传播特性分析报告一、引言惯性导航系统是一种利用惯性传感器（例如陀螺仪和加速度计）测量运动和位置的设备。
然而，由于各种因素的影响，惯性导航系统的测量结果存在误差。
本报告旨在分析这些误差的传播特性，以帮助我们更好地理解和控制导航系统的性能。
二、误差来源惯性导航系统的误差来源主要包括硬件等方面，下面将分析主要的误差来源，并对其传播特性进行分析。
1. 陀螺仪误差陀螺仪常见的误差包括零点偏差、比例偏差和随机噪声。
这些误差会导致陀螺仪输出的角速度与真实值之间存在偏差，并会随时间传播。
2. 加速度计误差加速度计的误差主要包括偏差和随机噪声。
与陀螺仪类似，加速度计输出的加速度值也会与真实值有所偏离。
3. 安装误差安装误差是由于惯性传感器的不完美安装导致的误差。
例如，安装角度的偏差会引入陀螺仪和加速度计的交叉耦合误差。
4. 温度效应温度变化会影响惯性导航系统的性能。
陀螺仪和加速度计的输出受温度变化的影响，从而引入误差。
三、误差传播特性分析误差传播特性分析是了解误差传递和积累的过程。
通过分析误差传播特性，我们可以更好地估计导航系统的实际性能。
1. 误差传播方程误差传播方程描述了误差在导航系统中传播的过程。
一般来说，误差传播方程可以表示为一组微分方程，其形式与导航系统的数学模型有关。
通过求解误差传播方程，我们可以得到误差的传播规律。
2. 误差增长因子误差增长因子用于描述误差在传播过程中的增长速度。
它可以通过求解误差传播方程的特征值和特征向量来计算。
3. 典型误差传播模型在惯性导航系统中，常用的误差传播模型包括随机游走模型和白噪声模型。
随机游走模型适用于描述陀螺仪的随机误差，而白噪声模型适用于描述加速度计的随机误差。
四、误差补偿方法误差补偿是通过各种手段减小或抵消误差的影响，提高导航系统的性能。
常用的误差补偿方法包括校准、滤波和辅助定位等。
1. 传感器校准传感器校准是通过对传感器输出进行标定和修正来降低误差。
imu 去除重力分量算法-概述说明以及解释
imu 去除重力分量算法-概述说明以及解释1.引言文章1.1 概述部分的内容：引言部分将介绍imu去除重力分量算法的背景和重要性。
随着惯性测量单元（IMU）技术的飞速发展，其在导航和定位领域的应用日益广泛。
然而，IMU在实际应用中常常受到重力分量的影响，导致导航和定位结果出现偏差。
因此，去除重力分量的算法成为了当前研究的热点之一。
本文将介绍IMU技术的基础知识，探讨重力分量对导航的影响，并深入分析目前常用的去除重力分量算法，旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文主要分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分中，将会对imu 去除重力分量算法进行概述，介绍文章的结构和目的。
在正文部分，将首先对imu技术进行简要介绍，然后探讨重力分量对导航的影响，最后详细讨论imu去除重力分量算法。
在结论部分，将对本文进行总结，并展望算法在导航领域的应用前景，同时对未来研究方向进行展望。
通过这样的结构安排，可以使读者对imu去除重力分量算法有一个清晰的了解，并了解其在导航领域的潜在价值和未来发展方向。
1.3 目的目的本文的目的是探讨imu去除重力分量算法在导航系统中的应用。
重力分量对导航系统的影响是不可忽视的，因此需要找到一种有效的方法来去除重力分量，以提高导航系统的精度和稳定性。
通过研究imu去除重力分量算法的原理和实现方法，可以为相关领域的研究人员和工程师提供参考，同时也可以为未来的算法改进和导航系统的性能优化提供思路和方法。
这篇文章的目的是全面分析imu去除重力分量算法，为相关研究和应用提供理论支持和技术指导。
2.正文2.1 imu技术简介惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）是一种集成了各种惯性传感器的装置，包括加速度计、陀螺仪和磁力计。
这些传感器通过测量物体的加速度、角速度和磁场来获取物体在空间中的姿态和运动状态。
加速度计用于测量物体的加速度，可以帮助确定物体的运动状态和速度变化。
天文／惯性组合系统中重力扰动补偿方法
第４６卷 第４期２０２４年４月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４６ Ｎｏ．４Ａｐｒｉｌ２０２４文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２４）０４ １３５７ ０７ 网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２３０６０６；修回日期：２０２３０８３１；网络优先出版日期：２０２３１０２４。
网络优先出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２３１０２４．１３０３．００８．ｈｔｍｌ 通讯作者．引用格式：冷悦，钟胜．天文／惯性组合系统中重力扰动补偿方法［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２４，４６（４）：１３５７ １３６３．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＥＮＧＹ，ＺＨＯＮＧＳ．Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｇｒａｖｉｔｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｎｃｅｌｅｓｔｉａｌ／ｉｎｅｒｔｉａｌｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２４，４６（４）：１３５７ １３６３．天文／惯性组合系统中重力扰动补偿方法冷 悦１，２，３， ，钟 胜１，２（１．华中科技大学人工智能与自动化学院，湖北武汉４３００７４；２．多谱信息智能处理技术全国重点实验室，湖北武汉４３００７４；３．华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心，湖北武汉４３０２２３） 摘 要：针对重力扰动引起惯性水平基准姿态测量误差进而导致天文／惯性组合导航系统定位精度下降的问题，提出天文／惯性组合系统中的重力扰动补偿方法。
首先，基于导航误差模型分析了影响天文／惯性组合导航系统定位精度的主要因素。
其次，推导了重力扰动、惯性水平基准姿态测量误差与天文导航定位误差之间的传播机理。
然后，研究了重力扰动建模与修正方法，并将重力扰动补偿方法应用于惯性水平基准的导航解算回路中，实现重力扰动的有效补偿。
重力扰动对高精度激光陀螺惯导系统ZUPT的影响分析与补偿
系统工程与电子技术
Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．１
２０２０ 年 １ 月
ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｊａｎｕａｒｙ２０２０
文 章 编 号 ：１００１５ｅ．ｃｏｍ
重力扰动对高精度激光陀螺惯导系统 犣犝犘犜 的 影响分析与补偿
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｚｅｒｏｖｅｌｏｃｉｔｙｕｐｄａｔｅ （ＺＵＰＴ）；ｇｒａｖｉｔｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ； ｓｐｈｅｒｉｃａｌｈａｒｍｏｎｉｃｓｍｏｄｅｌ
收稿日期：２０１９ ０５ ２２；修回日期：２０１９ ０７ １７；网络优先出版日期：２０１９ ０９ ０２。 网 络 优 先 出 版 地 址 ：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０１９０９０２．２１２８．００４．ｈｔｍｌ 基 金 项 目 ：国 家 青 年 科 学 基 金 （６１８０３２９９）资 助 课 题 引 用 格 式 ：翁浚，卞肖云．重力扰动对高精度激光陀螺惯导系统 ＺＵＰＴ 的影响分析与补偿［Ｊ］．系 统 工 程 与 电 子 技 术 ，２０２０，４２（１）：１７９１８３． 犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＷＥＮＧＪ，ＢＩＡＮ Ｘ Ｙ．Ｅｆｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｉｎｇｌａｓｅｒｇｙｒｏｓｃｏｐｅｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ＺＵＰＴｃａｕｓｅｄｂｙｇｒａｖｉｔｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２０，４２（１）：１７９１８３．
关 键 词 ：高 精 度 惯 导 系 统 ；零 速 修 正 ；重 力 扰 动 ；球 谐 模 型 中 图 分 类 号 ：Ｖ２４９．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０２０．０１．２４
重力扰动矢量对惯导系统影响误差项指标分析
重力扰动矢量对惯导系统影响误差项指标分析王晶;杨功流;李湘云;周潇【摘要】针对制约现有惯导系统精度提升的重力扰动矢量误差项问题，从惯导系统误差模型入手，着重分析了重力扰动矢量水平分量（垂线偏差）在导航系统中的误差传播特性，利用简化的垂线偏差统计模型推导出导航系统位置误差均方差表达式；通过现有全球重力场高阶球谐模型（EGM2008），分析了垂线偏差全球均方差水平引起的惯导系统在典型载体运行速度下位置误差项大小，进而给出了垂线偏差补偿的误差项指标，在此基础上，分析了EGM2008在惯导系统中的适用性，结果表明，当EGM2008模型阶数小于12阶时才能满足导航系统计算资源要求，模型补偿精度为5.86，适用于位置误差要求小于0.8 nm/h的惯导系统。
%The characteristics of gravity disturbing vector errors and their influences on navigation algorithm are studied for suppressing the navigation errors. Based on the error model of the inertial navigation systems (INS), the position error excited by horizontal component of gravity disturbing vector is studied, and according to which, the position RMS is derived. The global average variance of vertical deflection is used to quantify the vertical-deflection-induced position RMS under different velocities of vehicle set. Then the indexes of vertical deflection influencing on INS are proposed. Experiments with digital signal processor show that the requirements of computing resources of the navigation system can only be satisfied when with <12-order spherical harmonic gravity model EGM2008, and the compensation precision of the model is 5.86. This gravity model can be applied to such INS as the position error is <0.8nm/h.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2016(024)003【总页数】6页(P285-290)【关键词】重力扰动矢量;惯导系统;位置误差均方根;EGM2008【作者】王晶;杨功流;李湘云;周潇【作者单位】北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191; 惯性技术国防重点实验室，北京 100191;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191; 惯性技术国防重点实验室，北京 100191;东营职业学院电子信息与多媒体系，东营 257091;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191; 惯性技术国防重点实验室，北京 100191【正文语种】中文【中图分类】U666.1随着惯性器件精度的提高，重力扰动矢量成为了制约惯性导航系统精度提升的主要误差源之一[1]。
捷联式航空重力扰动矢量解算及误差补偿
捷联式航空重力扰动矢量解算及误差补偿郭栋;孙中苗;吴富梅;张琪【摘要】介绍捷联式航空重力矢量测量的基本原理,利用波数相关滤波(WCF)、比力线性校正的方法对重力扰动的水平和垂向分量进行误差补偿,评定内符合精度.对国产捷联式航空重力矢量仪的某次试验数据进行处理,以验证和评估航空重力矢量仪的性能.结果表明,在半波长分辨率为7.5 km时,6条重复测线的重力扰动水平分量经波数相关滤波处理后,东、北向分量的平均内符合精度分别从9.77 mGal、9.18 mGal提高到5.95 mGal、3.83 mGal;对比力的垂向分量线性校正后,将解算的重力扰动垂向分量再用WCF方法处理,其平均内符合精度从1.27 mGal提高到0.59 mGal.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)012【总页数】7页(P1295-1301)【关键词】航空矢量重力测量;卡尔曼滤波;波数相关滤波;重力扰动矢量;线性校正【作者】郭栋;孙中苗;吴富梅;张琪【作者单位】地理信息工程国家重点实验室,西安市雁塔路中段1号,710054;长安大学地质工程与测绘学院,西安市雁塔路126号,710054;地理信息工程国家重点实验室,西安市雁塔路中段1号,710054;西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054;地理信息工程国家重点实验室,西安市雁塔路中段1号,710054;西安测绘研究所,西安市雁塔路中段1号,710054;地理信息工程国家重点实验室,西安市雁塔路中段1号,710054;长安大学地质工程与测绘学院,西安市雁塔路126号,710054【正文语种】中文【中图分类】P223GNSS/SINS组合的捷联式航空重力测量系统在实测过程中由于惯性器件误差随时间积累及外界因素干扰，严重影响重力扰动的估算精度[1-4]。
如何有效去除惯性器件误差等因素的影响、提高重力扰动的估算精度，一直是国内外研究的热点。
高精度舰载惯性导航系统的重力影响研究
由矩阵方程（１９）可知，船。对北向位置误差 舐Ⅳ的影响及对北向速度误差面Ⅳ的影响分别为
８ｘⅣ：尘掣船Ⅳ（２０） ，ｖ＝———产船Ⅳ
（【，ｊ
（２０）
８ｖⅣ：竺堕‰Ⅳ
（￡，Ｊ
Ⅳ＝—————１）ｇⅣ
（２１） ‘ｚ Ｊ，
ｌ”的垂线偏差近似于一４．７５ｍｇａｌ的扰动Ｂ Ｊ。取 ５”的垂线偏差，即对应的重力扰动误差大小为 ２３．７５ｒｅｇａｌ左右，则由公式（２０）、（２１）可得图２—３。 可以看出，初速度为零时，５”的垂线偏差带来的 水平方向速度误差会被限定在±０．２ｍ／ｓ，水平方向位 置偏差限定在３００ｍ以内，且速度与位置误差的变化 周期均为８４．４ｍｉｎ，即此周期为舒勒周期。由于舒勒 周期的调制作用，水平方向的位置和速度误差在舒勒
ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４ １００７３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ（ＩＮＳ）ｉｓ
ｃｌｏｓｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ
ａｌｅ
ｍｏｒｅ
ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｒａ ｉｎｅｒｔｉａｌ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｇｒａｖｉｔｙ ｂｙ ｇｒａｖｉ—
ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｇｒａｖｉｔｙ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｒａｔｈｅｒ ｔｈａｎ
ｔｙ
ｊｕｓｔ
（１５） （１６） （１７）
勘，ｖ＝郫＋船Ⅳ
舐Ⅳ＝踟Ⅳ 将（１４）一（１７）写成矩阵的形式，可变为
高精度惯导系统重力扰动的阻尼抑制方法
高精度惯导系统重力扰动的阻尼抑制方法翁海娜;李鹏飞;高峰;胡小毛;张宇飞【摘要】重力扰动已经成为高精度长航时惯导系统的主要误差源之一.针对船用高精度惯导系统的重力扰动抑制问题,从舰船INS误差模型出发,推导了重力扰动在惯导系统中的传播特性.仿真结果表明垂线偏差将引起系统较大的舒拉振荡误差.为抑制重力扰动对系统的影响,引入常速度误差反馈阻尼网络和相位超前串联阻尼网络.分析了重力扰动在水平阻尼网络中的传递特性,实现了相应滤波器的设计.在此基础上完成了实验验证,海上试验结果表明,所引入的两种阻尼网络都能够阻尼掉重力扰动引起的舒拉振荡型导航误差,其中,相位超前串联阻尼网络效果更优,抑制率达到70％以上.%The gravity disturbance is one of the main error sources of marine high-precision inertial navigation system,which is consisted of two parts:vertical deviation and gravity anomalies.The propagation characteristics of gravity disturbance in the navigation system are deduced based on the SINS error model,and the simulation results show that the vertical deviation will cause much larger Schular oscillation error than the gravity anomalies which can be ignored.Since the system error caused by the vertical deviation can be equivalent to the one caused by the bias of the accelerometer,a constant velocity error feedback network and a phase advance series damping network are introduced to suppress the gravity disturbance's influence by an autonomous method.The error transfer equation of gravity anomaly in horizontal damping circuit is deduced,and the corresponding filter design is achieved.Based on these,the sea experiments are carried out,which show that the introduced horizontaldamping networks can significantly damp out the Schular oscillation errors caused by the gravity disturbance,in which the phase-advance series damping network has an even better inhibitory effect,whose inhibition rate is up to more than 70％.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2017(025)002【总页数】5页(P141-145)【关键词】重力扰动;垂线偏差;水平阻尼;高精度惯性导航系统【作者】翁海娜;李鹏飞;高峰;胡小毛;张宇飞【作者单位】天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131【正文语种】中文【中图分类】U666.1在导航解算过程中，加速度计无法区分运动加速度和重力加速度。
捷联惯性导航系统重力扰动影响分析
捷联惯性导航系统重力扰动影响分析尧颖婷;沈晓蓉;邹尧;季海燕【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2011(31)6【摘要】Through the calculation of the gravity disturbance with the EGM2008 spherical harmonic model the gravity disturbance graph of a certain area wasgenerated . Since the model of strapdown inertial navigation error under the condition of gravity disturbance was established, then the influence of the horizontal component of gravity disturbance on the error of strapdown inertial navigation system can be proved by a simulation. The simulation results show that gravity disturbance can cause the velocity and the position error with the Schuler period oscilation, when there is 12.5 × 10-5ms-2 gravity disturbance, it will cause position error of 160 m.%通过EGM2008地球重力场球谐模型生成某区域重力扰动图,建立重力扰动情况下捷联惯性导航系统误差模型,仿真验证重力扰动的水平分量对捷联惯性导航误差的影响,结果表明:重力扰动的水平分量引起的捷联惯性导航系统的水平位置与速度误差以舒拉周期进行振荡,重力扰动为12.5×10 -5ms-2时,位置误差达160 m.【总页数】5页(P159-163)【作者】尧颖婷;沈晓蓉;邹尧;季海燕【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;北京航空航天大学智能交通和控制研究实验室,北京100191;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;青岛海军潜艇学院,青岛266071【正文语种】中文【中图分类】P223【相关文献】1.船用捷联惯性导航系统惯性系快速对准算法 [J], 柴永利;张鑫;章波2.基于低成本微机械惯性测量元件的捷联惯性导航系统 [J], 臧鹏娟3.一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统 [J], 李群生; 赵剡; 王进达4.捷联惯性导航系统飞行轨迹数据生成与惯性器件建模 [J], 赵鸿;赵忠;龙国庆5.重力辅助阻尼捷联惯性导航系统 [J], 奔粤阳;杨晓龙;李倩;李敬春;阮双双因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真
重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真
吴太旗;边少锋;蒋勃;陈勇
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2006(23)5
【摘要】从惯性导航力学编排方程出发,将高阶重力场模型代替正常重力模型,分析了扰动重力引起的惯性导航误差;并从另一角度,对理想状态下扰动重力对惯性导航的影响进行了仿真分析,结果表明扰动重力影响显著.通过将重力垂线偏差分量引入惯性导航方程,改善传统方程的缺陷,探讨了垂线偏差对惯性导航的影响.在全面论述了扰动重力和重力垂线偏差对惯性导航的影响的基础上,结合实际情况提出了进行重力场误差补偿的两种方法.
【总页数】4页(P341-344)
【作者】吴太旗;边少锋;蒋勃;陈勇
【作者单位】海军工程大学,湖北,武汉,430033;海军海洋测绘研究所,天津,300061;海军工程大学,湖北,武汉,430033;61365部队,天津,300140;海军工程大学,湖北,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】P227;U666.11
【相关文献】
1.船舶捷联惯导导航定位误差补偿仿真研究 [J], 尹剑;高教波;张琬琳;陈红
2.车载组合导航定位系统误差建模及仿真 [J], 王志坤;李永满;蔡铁鑫
3.海潮误差对GRACE时变重力场解算的影响研究 [J], 王长青;许厚泽;钟敏;冉将军;周江存
4.卫星导航定位误差仿真分析 [J], 王蓉;陈思;胡伟锋;邓春
5.机载雷达组网导航定位误差仿真分析 [J], 彭金龙;张策;吴京
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惯性导航系统精度
雅驰拥有多年经验，下面为你介绍惯性导航系统精度的几种测试方法：包括位置、航向、横滚、俯仰、速度等5个导航参数。
惯性导航系统精度的影响因素：
1、环境
环境的变化会影响惯导系统精度的变化，如：摇摆、航向变化、振动、电气干扰等，对惯性导航系统精度的影响是相当大的。
因此惯性导航
系统在舰船动态环境工作与在实验室中静态环境工作其性能变化是非
常明显的。
2、重力场
Yach通过分析不同速度下的正常重力模型，ECM96模型和实测重力
数据对惯性系统导航结果的影响得出：载体运动速度的减慢是由于乖
线偏差的影响远远大于单纯重力异常引起的。
通过改变重力乖线的偏差，从而改善传统利用重力进行解算的缺陷，而采用EGM96模型和
实测重力得到的导航结果差别较小。
3、不同航行状态
基于VB工具、ActiveX平台惯导系统控件得出，航迹状态条件的不同，导致惯导系统水平误差角的变化也会不同。
惯导系统水平误差角的稳
态值除了受惯性元件精度的影响外，还受载体速度大小的影响。
因此，可以通过改变载体的航速或航向可以提高惯导系统的水平误差角的精度。
4、载体机动
根据惯性导航系统的工作原理，利用VB语言与平台惯导系统部分的数学模型，完成了惯性导航系统在动机座条件下的误差仿真，并对仿真
结果进行了分析，给出了惯性导航系统误差在载体机动阶段以及机动
结束后短时间内的变化趋势。
分析结果表明，在载体机动过程和机动
结束后短时间内，惯导系统将产生较大的误差，影响惯导系统的精度。
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１ 引 言
惯性导航 系统 （ ｅ ｉ ａｉ ｔ ｎＳｓ ｍ， Ｓ Ｉ ｒａ Ｎ ｖ ａｏ ｙｔ Ｉ ） ｎｔ ｌ ｇｉ ｅ Ｎ 的力 学 编排方 程在 当地 东 、 、 北 天坐标 系 Ｌ Ｅ， Ｄ） （ Ｎ，
下 可描述 为 ¨ ］ ：
式中， 表示加速度计测量 比力 ，２ ＋ Ｌ 为 广 （ 吐 ）
第 ３ 卷第 ３ ０ 期
２０１ ０年 ６月
大 地 测 量 与 地 球 动 力 学
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｇ ＤＥ Ｙ ＡＮＤ ＧＥ ＹＮＡＭＩ Ｓ ＥＯ Ｓ ＯＤ Ｃ
Ｖ
文章编 号 ：６ １ ９ ２ ２ １ ） ３０ ４ －５ １７ — ４ （０ ０ ０ －１２０ ５
ａ ｏ ｌ ｓａ ｅ ｋ ｏ ｈ ｇ ｉｕ ｅ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｈｅ ｅ ｏ ｓ ｒ ａｓ ｔ ｄ ｅ ｎ ｍａｉ ｒ ｎ ｗｎ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｄ ａ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｆ ｔ ｒ ｒ ａ ｅ ｌｏ ｓｕ ｉｄ． Ｔｈ ｕ ｐ ｔｉ ｆｒ ｔ ｎ ｆ ｅ ｅ ｏ ｔ ｕ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｏ ｏ ｇ ａ ｉ ｅ ｓ ｒｉ ａ ｉ ・ ｄ ｄ Ｉ ｅｔａ ｖｇ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｒｖ ｔ ａｃ ｎ ｏ ｃ ｒｅ ｔｇ ｒ ・ｈ ｆｉｇ ｒ ｖｔ ｓ ｎ ｏ ｎ Ｇｒ ｖｔ － ｅ ｎ ｒｉ ｌＮａ ｉ ａｉｎ Ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌｅ ｎ ｇ ａ ｉｙｍ ｔｈｉｇ ｔ ｏ ｃ ｙ ｏ－ ｉｔ ｙ ｙ Ａｉ ｓ ｎ
科 里奥利 加速 度 ， 、 是 载体 的运 动 速 度 和加 速 度 矢量 ， 表 示 重 力 加 速 度矢 量 ， ｇ 由正 常 重 力 矢 量
和扰 动 重 力 矢 量 船 两 部 分 组 成 。 当惯 性 测 量
系统 的元 器件 —— 陀螺仪 、 加速 度计等 精度不 高 时 ，
Ｌ ｈ ｎｓ ａ ｉＳ ａ ｈ ｎ，Ｗ ｕ Ｘｉｏ ｎ ｎ ａ ｇ Ｋａ ａ ｐｉｇ ａ ｄ Ｗ ｎ ｉ
（ｎｔｕｅ ｆＳ ｒ ｙｎ ｎ ｐ ｉｇ Ｉ ｏｍ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ ｎ ｅｓｙ Ｚ ｅｇｈ ｕ ４ ０ ５ ） Ｉｓ ｔｔ ｏ ｕ ｅｉｇａ ｄＭａｐｎ ， ｎ ｒ ａｉ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｕ ｉ ｒ ｔ， ｈｎ ｚｏ ５ ０ ２ ｉ ｖ ｆ ｏ ｉ ｖ ｉ Ａｂｓ ｒ ｃ Ｔ ｅｍａ ｅ ａ ｃｍｅ ｏ ｓｏ ｐ ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｙｅｒｒ ｉ Ｉｅｔ ｌ ａｉ ｔ ｎＳｓ ｍ ｃｕｅ ｙｄｓ ｔａ ｔ ｈ ｔ ｍ ｔ ｔ ｄ ｆ ｏｉｏ ａｄｖｌ ｉ ｒ ｓ ｎ ｎｒａ Ｎ ｖｇ ｉ ｙｔ ａｓｄｂ ｉ ｈ ｉ ｈ ｔｎ ｏ ｔ ｏ ｉ ａｏ ｅ —
ｔ ｒ ｉ ｇ ｇ ａ ｉｙ ｖ ｃｏ ｒ ｉｃ ｓ ｄ． ｒ ｕ ｈ ｔ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｈ ａａ ｏ ｅｔ ｉ ｃ ａ ｉ ｒ ａ ｗｈ ｒ ｈ ｒ ｖ ｔ ｕ ｂ ｎ ｒ ｖｔ ｅ ｔ ｒａ ｅ ｄ ｓ ｕｓｅ Ｔｈ ｏ ｇ ｈｅ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｄ ｔ ｆａ ｃ ｒａ ｎ ｏ ｅ ｎ ｃ ａ ｅ ｅ ｅ ｔｅ ｇ ａ ｉ ｏ ｙ
扰 动 重 力 矢 量 对 惯 性 导 航 系统 的 误 差 影 响
李 姗 姗 吴 晓平 王 凯
（ 放 军 信 息 工 程 大 学测 绘 学 院 ， 州 解 郑 ４ ０５ ） ５ ０ ２
摘 要 探讨 扰动重力矢量引起 的惯性导航 系统位置与速度误 差 的数学计算 方法 ， 过对某海 域重力 异常 的计 通
算， 分析扰动重力矢量引起 的惯性导航系统位置与速度误差量级的大小及特性 。提 出重力辅助惯性 导航 中重力传 感器输 出的信息 ， 除了能应用 于重力匹配 以校正惯性导航 系统陀螺 漂移等 累积误 差外 ， 还可用 于惯性导航 比力方
程 的重 力 场 改 正 ， 消除 力 学 方 程 中 的惯 性 导 航 舒 拉 误 差 。 以
关 键词 扰动重力矢量； 惯性导航； 舒拉周期； 重力辅助惯性导航 ； 累积误差
中图分 类号 ：２ ３ Ｐ ２
文献标 识码 ： Ａ
ＥＲＲｏＲ ＥＦＦＥＣＴ ｏＦ ＳＴＵＲＢＩ ＤＩ ＮＧ ＧＲＡＶＩ ＴＹ ＶＥＣＴｏ Ｒ
ｏ Ｎ ＮＥＲＴＩ Ｉ ＡＬ ＮＡＶＩ ＧＡＴＩ Ｎ ＹＳ ｏ Ｓ ＴＥＭ
ｅ ｒｒ ｆｉｅ ｉｌｎ ｖｇ ｔｏ ｕ ｌｔ ｄ ｗｉ ｉ ｎ ｌｏ ｂ ｓ ｄ ｉ ａ ｉ ｏ ｅ ｔｏ ｏ ｅ ｉ ｎａｅ Ｓ ｈ ｌｒ ｅ ｏ ｓ ｒｏ ｓ ｏ ｎ ｒ ａ ａ ｉ ａｉｎ ｃ ｍｕ ａｅ ｔ ｔｍｅ ａ ｄ ａ ｓ ｅ ｕ ｅ ｎ ｇ ｖ ｔ ｃ ｒ ｃｉｎ ｔ ｌ ｔ ｈ ｒ ｙ ｍｉ ｔ ｃ ｕ ｅ ｒ ｒ ｃ ｕ ｅ ｙ ｔｅ ｆｃ ｈ ｔｔ ｅ ｎ ｒ ａ ｒ ｖ ｔ ａ ｈ ｒｔ ａ ｈ ｃ ｕ ｌｇ ａ ｉ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎｉａ ｑ ａ ｉｎ． ａ ｓ ｄ ｂ ｈ ａ ｔｔ ａ ｈ ｏ ｍ ｌｇ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｈ ｎ ｔｅ ａ ｔ ａ ｒ ｖ ｔ ｉ ｓ ｄ ｉ ｈ ｃ ａ ｃ ｌｅ ｕ ｔ ｙ ｙ ｏ