捷联惯导的初始对准

仿真结果证实：该方法与常规 方法的精度相当，而对准时间 大大优于常规算法。
1、捷联惯导系统初始对准技术综述（ 作者：洪慧慧 李杰 马幸 曲芸 ） 2、一种新的捷联惯导快速对准方法 黄湘远，汤霞清，郭理彬 （装甲兵工程学院，北京 １０００７２） 3、 万德钧，房建成．惯性导航初始对准［Ｍ］．南京：东南大 学出版社，１９９８． ［２］ 徐晓苏，孙学慧，扶文树．弹载捷联惯导系统快速两位置 自对准［Ｊ］．中国惯性技术学报，２００７，１５（２）：１３９ －１４２． 4、 ＺＨＡＮＧ Ｔｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｂｏ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｏｂｓｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＳＩＮＳ／ＧＰＳ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ５ｔｈ Ｗ ｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏ ｎ，ＩＥＥＥ，２００４：１５８４ －１５８７．
使用仿真数据，采用两种进行初始对准，得到对 准结果（见图１），利用协方差分析方法对估计误 差进行分析（见图２）。从图１可以看出，两种方 法中，水平失准角ΦＥ、ΦＮ，约２０ｓ就能稳定， 精度相当，其中ΦＥ稳定在0.06°（２１″）附近， ΦＮ稳定在－0.0052°（－１９″）附近，说明两种 方法对水平失准角估计速度快，精度高，这可以从 图２中δΦＥ、δΦＮ曲线得到佐证。 从图１可以看出，常规方法中方位失准角ΦＵ约２０ ０ｓ才能稳定，但是快速算法中只需要约５０ｓ就 能稳定。两种算法中，ΦＵ都能稳定在 ０．１０５°（６．３′）附近。
(5)基于信息融合理论
3.初始对准的可观性分析： 东南大学在研究客观性分析方面， 万德钧提出一种时变动态系统可观 测性矩阵的奇异值分解分析方法， 应用于捷联惯导系统初始对准过程 中系统状态的可观测度分析取得显 著效果，该方法为初始对准中载体 最佳机动方案选择提供了依据。
ANS 反舰 德法
GBU-27激光制导炸 弹
反舰 鱼叉
空空 法 米卡
空空
空空AIM-120
英军 海狼 反舰
鱼叉 反舰
战斧反舰巡航导弹 BGM-109B
长矛 地地
一种新的捷联惯导快速对准方法
为了提高初始对准的速度，将等效加速度计 和陀螺误差作为观测量，提出一种快速对准的 新方法。在常规方法的基础上，建立了等效加 速度计和陀螺误差方程及新的观测方程，并分 析了状态可观测度，推导了最优估计及对准精 度。最后，进行了仿真，结果表明两者对准精 度相当，时间上远远优于常规方法。该方法通 过引入陀螺信息，充分利用了外部测量信息， 加快了方位失准角的估计速度，有效缩短对准 时间，具有重要的应用参考价值。
5、 秦永元．惯性导航［Ｍ］．北京：科学出版社，２００６． 6、 高伟熙，缪玲娟，倪茂林．一种引入陀螺角速度信息的快 速对准方法［Ｊ］．宇航学报，２０１０，３１（６）：１５９７ －１６０１． 7、 熊剑，刘建业，赖际舟，等．一种陀螺量测信息辅助的快 速初始对准方法［Ｊ］．宇航学报，２００９，３０ （４）：１４ ５５－１４５９． 8、 汪滔，吴文启，曹聚亮，等．基于转动的光纤陀螺捷联系 统初始对准研究［Ｊ］．压电与声光，２００７，２９（５）：５ １９－５２２．
捷联惯导的初始对准
一、捷联惯导系统初始对准概念:
初始对准一般分为两个阶段：第一阶段为粗对准，第 二阶段为精对准。粗对准的任务是得到粗略的捷联矩阵， 为后续的精对准提供基础，此阶段精度低，速度快。精对 准是在粗对准的基础上进行的，通过处理惯性敏感元件的 输出信息，精确校正真实导航坐标系与计算的导航坐标系 之间的失准角，使之趋于零，从而得到精确的捷联矩阵。 在捷联惯性导航系来自百度文库的粗对准阶段，可以通过引入主惯导 系统的航向姿态信息，通过传递对准，迅速的将数学平台 对准导航坐标系，减小初始失准角。在精对准阶段，可以 通过组合导航的方法，利用其它导航设备（如GPS，计程 仪等）提供的信息（如速度和位置）作为观测信息，通过 卡尔曼滤波实现精确对准。
图２中，常规方法约２００ｓ的 时间δΦＵ才能收敛理论精度εＥ／ ΩＮ附近，而快速算法用约５０ｓ 的时间δΦＵ就能收敛到εＥ／ΩＮ。 由于εＥ具有很小的可观测度，使 得δΦＵ随着时间推移会逐渐下降， 但是对对准精度影响不明显。仿真 实验结果说明该快速算法与常规算 法的精度相当，而ΦＵ估计速度大 大优于常规算法，有效提高了初始 对准的时间。
按照捷联惯性导航系统初始对准时载体的运行状态 来分，可分为静基座对准和动基座对准。静基座对准 是运载体是不动的，动基座对准是在运载体运动状态 下完成的。对于静基座捷联惯导系统的初始对准问题 的研究已取得不少成果，但是动基座的初始对准技术 仍不成熟。 按照初始对准时是否取得外部信息，可分为自对准 和非自对准。惯性导航系统的自对准是利用重力矢量 和地球自转角速率矢量通过解析的方法实现的初始对 准，优点是自主性强，缺点是所需的对准时间长。非 自主式对准可以通过机电或光学方法将外部参考坐标 系引入系统，实现惯性系统的初始对准。
目前有关初始对准问题的研究 主要集中在误差模型的建立、模 型求解方法和误差模型的可观性 分析三个方面。
1.初始对准误差模型：
捷联惯导系统初始对准的误差模型及常用 算法研究的基础模型有Ψ角误差模型和Φ角误 差模型。
2.求解误差模型的方法： (1)古典方法 (2) Kalman滤波 (3) H∞鲁棒控制理论 (4)神经网络