惯性导航系统的精度测试方法

惯性导航系统的精度测试方法
作者：罗嵘
来源：《硅谷》2013年第05期
摘要介绍一种测试惯性导航系统精度的方法，包括对位置、航向、横滚、俯仰以及速度等5个导航参数的精度测试。

关键词惯性导航系统；精度测试；位置；航向；横滚；俯仰；速度
中图分类号：U666 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-106-02
惯性导航系统（简称惯导）具有工作自主性强、参数种类多、抗干扰力强等优点，被广泛应用在各种飞机上。

本文介绍一种测试惯导精度的方法，包括对位置、航向、横滚、俯仰以及速度等5个导航参数的精度测试方法。

1 惯导的精度测试方法
对惯导的位置和速度精度测试，通过试飞或跑车试验来进行，用GPS作为测试基准。

对航向和姿态精度测试通常在高精度转台上进行，以转台作为测试基准。

1.1 位置精度
惯导位置精度采用径向误差率RER衡量。

在试飞或跑车试验中，从惯导进入导航工作状态开始，最少每隔1 min，最多每隔30 min对被测惯导输出的经/纬度值采样一次，同时记录测试基准的经、纬度值。

2 惯导的精度测试的实例
下面举一个惯导位置和航向精度测试的实例。

比较式3～6式可看出，这4个公式的结构都相同，只是针对不同的参数，横滚、俯仰和速度精度测试的方法类似，因此不再举例说明。

2.1 位置精度测试
对一部惯导进行的一次跑车试验，以Trimble 5700型GPS接收机作为测试的基准。

被测惯导通过ARINC429总线输出导航数据，GPS接收机通过RS232总线输出位置、速度等信息，两种数据都输入到数据采集计算机。

从惯导转入导航状态开始，每隔30 min，数据采集计算机记录一次惯导和GPS接收机输出的导航数据，持续的4 h为止，共记录了8组数据，如表1所示为采集和分析计算数据，和单位为′。

将表1中的RERi和N=8代入式（2），得出这次试验中这套惯导4 h内的位置精度为：RER=0.68 n mile/h。

2.2 航向精度测试
对一部惯导进行航向精度测试，以精密转台作为测试基准。

将惯导设备安装在精密转台上并完成水平、方位校准。

把转台调水平，方位对北。

启动惯导，进入导航状态后，操纵转台方位在0°～360°范围内转动，每间隔20°记录一次，共18次，如表2所示。

将表2中的和N=18代入式（3）计算，得出这次试验中这套惯导的航向精度：
RMSH=1.81'。

3 结束语
本文介绍了一种测试惯导精度的方法，包括对惯导输出的位置、航向、横滚、俯仰以及速度等5个导航参数的精度测试方法，并列举了一个惯导位置精和航向精度测试的实例，验证了这种测试方法的正确性。

参考文献
[1]张宗麟.惯性导航与组合导航[M].北京：航空工业出版社，2000.
[2]袁信，俞济祥，陈哲.导航系统[M].北京：航空工业出版社，1993.
[3]于波，陈云相，郭秀中.惯性技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1994.。