不同机动幅度对标定效果的影响：仿真研究和优化

1.仿真参数设置

仿真时各初始参数及惯性器件初始误差设置与5.2.5小节相同，但是将机动方案修改如下。

（1）标定前首先使炮车静止10 s，使主惯导完成初始对准，并将初始姿态赋给弹载子惯导，而后开始在线标定。

（2）启动炮车，使炮车摇架以5°／s的角速度做起竖机动，起竖至30°后保持18 s，而后以5°／s的角速度恢复至水平位置。

（3）使炮车以0.025t m／s2的加速度做变速直线机动20 s后保持5 m／s的速度匀速直线行驶。

（4）炮车行驶至转弯路口以9°／s的角速度顺时针转向45°，而后继续直线行驶5 s。

（5）炮车经过不平整路面，车身以2°／s的角速度开始侧倾，当炮车车体横滚角达到10°后保持10 s，再以2°／s的角速度恢复水平状态并继续匀速直线行驶。

标定过程中惯导系统姿态角变化如图5-9所示。

图5-9　标定过程中惯导系统姿态角变化

上述机动路径依然包含了转弯机动、侧倾机动和俯仰机动，但是将航向角变化设置为45°，俯仰角变化设置为30°，横滚角变化设置为10°。

2.仿真结果

采用“速度＋姿态”匹配模式估计器件各误差参数。惯性器件各误差参数的误差估计曲线如图5-10和图5-11所示。

图5-10　加速度计和陀螺刻度系数误差估计曲线（书后附彩插）(www.xing528.com)

（a）X加计刻系误差；（b）Y加计刻系误差；（c）Z加计刻系误差；
（d）X陀螺刻系误差；（e）Y陀螺刻系误差

图5-10　加速度计和陀螺刻度系数误差估计曲线（续）（书后附彩插）

（f）Z陀螺刻系误差

图5-11　加速度计零偏和陀螺漂移估计曲线（书后附彩插）

（a）X加计零偏；（b）Y加计零偏；（c）Z加计零偏；（d）X陀螺漂移

图5-11　加速度计零偏和陀螺漂移估计曲线（续）（书后附彩插）

（e）Y陀螺漂移；（f）Z陀螺漂移

由图5-10和图5-11可以看出，当其他条件不变，改变载体机动幅度后，弹载惯导全部12个误差参数依然能够收敛，但是各误差参数在相应机动发生后收敛的速度有所降低。下面再从收敛精度的角度进行考虑，将各误差参数的标定精度统计如表5-11所示。

表5-11　各误差参数仿真结果

由表5-11可以看出，加速度计刻度系数误差的估计误差在（-135～117）×10-6以内；加速度计零偏的估计误差在（-0.01～0.02）×10-3g以内；而陀螺刻度系数误差的估计误差范围为（-122～185）×10-6；陀螺常值漂移的估计误差范围为-0.16～0.13°／h。各误差参数的估计精度都在20%以内，效果依然不错。但是相比5.2.5小节中机动幅度较大时，除三轴加速度计零偏之外的其余9个误差参数的标定精度都有不同程度降低。