不同机动顺序对标定效果的仿真研究

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。

（3）炮车行驶至转弯路口以9°／s的角速度顺时针转向90°，而后继续直线行驶。

（4）炮车匀速直行经过不平整路面，车身以2.4°／s的角速度开始侧倾，当炮车车身横滚角达到12°后保持10 s，再以2.4°／s的角速度恢复水平状态并停车。

（5）炮车在静止状态下，摇架以5°／s的角速度做起竖机动，起竖至50°后保持10 s，而后以5°／s的角速度恢复至水平位置。

标定过程中惯导系统姿态角变化如图5-12所示。

图5-12　标定过程中惯导系统姿态角变化

以上设计的机动路径依然包含了转弯机动、侧倾机动和俯仰机动，但是三种机动的顺序相比于5.2.5小节有所变化。

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5-13和图5-14所示。

图5-13　加速度计和陀螺刻度系数误差估计曲线（书后附彩插）

（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(www.xing528.com)

图5-13　加速度计和陀螺刻度系数误差估计曲线（续）（书后附彩插）

（e）Y陀螺刻系误差；（f）Z陀螺刻系误差

图5-14　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

图5-14　加速度计零偏和陀螺漂移估计曲线（续）（书后附彩插）

（d）X陀螺漂移；（e）Y陀螺漂移；（f）Z陀螺漂移

由图5-13和图5-14可以看出，当其他条件不变，只改变载体机动顺序后，弹载惯导全部12个误差参数依然能够全部收敛，但是Z轴陀螺刻度系数误差的收敛时间有所增加，这是因为Z轴陀螺的输出需要载体的转弯机动来激励，只有载体进行转弯机动时，Z轴陀螺刻度系数误差才开始收敛，而本实验中载体在第50 s才开始进行转弯机动。

各误差参数仿真结果如表5-12所示。

表5-12　各误差参数仿真结果

续表

由表5-12可得，加速度计刻度系数误差的估计误差在（-39～11）×10-6以内；加速度计零偏的估计误差在（-0.006～0.01）×10-3g以内；而陀螺刻度系数误差的估计误差范围为（-31～73）×10-6；陀螺常值漂移的估计误差范围为-0.08～0.07°／h。所有12个误差参数的标定精度都在10%以内。