亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        某型裝備主子慣導(dǎo)在線標定匹配模式研究*

        2014-08-11 11:14:52王志偉石志勇王懷光全振中
        航天控制 2014年4期
        關(guān)鍵詞:加速度計刻度陀螺

        王志偉 石志勇 王懷光 全振中

        軍械工程學(xué)院, 石家莊 050003

        ?

        某型裝備主子慣導(dǎo)在線標定匹配模式研究*

        王志偉 石志勇 王懷光 全振中

        軍械工程學(xué)院, 石家莊 050003

        捷聯(lián)慣導(dǎo)誤差參數(shù)的時變性對導(dǎo)航精度的影響很大,需要進行在外場條件下的在線標定。其中匹配模式的選擇對誤差參數(shù)標定精度有較大影響。為了研究不同匹配模式對標定精度的影響,本文推導(dǎo)了“速度+姿態(tài)”、“速度+姿態(tài)+位置”以及“速度+位置”3種匹配方式下的在線標定模型。仿真比較了3種匹配方式下慣導(dǎo)12個誤差參數(shù)(陀螺和加速度計的零偏及刻度系數(shù)誤差)的標定精度以及收斂時間,并且對產(chǎn)生差異的原因進行了分析,為標定方案的優(yōu)化提供依據(jù)。

        在線標定;匹配模式;慣性導(dǎo)航

        捷聯(lián)慣性裝置的標定和補償是提高其導(dǎo)航精度的重要措施。而影響標定精度的因素又有很多,其中選擇合適的匹配模式是提高標定精度的重要因素之一。文獻[1]估計出較多的誤差參數(shù),但是由于采用了速度、加速度、姿態(tài)角和角速率聯(lián)合匹配的模式,產(chǎn)生了39維的大維數(shù),導(dǎo)致計算量很大;文獻[2]以某型多管火箭炮為研究對象,分析了“速度+姿態(tài)”匹配模式下的誤差標定,但沒有對匹配模式的選擇進行論證;文獻[3]中指出若只用速度為觀測量,則導(dǎo)彈的東向、北向及天向的姿態(tài)角不可觀,當(dāng)采用“速度+姿態(tài)”為觀測信號時,只有將導(dǎo)彈轉(zhuǎn)動180°時狀態(tài)變量的可觀測度才提高;文獻[4]標定了飛機在“速度+姿態(tài)”匹配模式下加速度計和陀螺的零偏,但其它參數(shù)未作分析。

        本文以某型裝備為研究對象,由于該型裝備的高機動性和在進行火力打擊時的高效性以及其作戰(zhàn)地形的復(fù)雜性,匹配模式的選擇需要深入分析。并且,由于主、子慣導(dǎo)系統(tǒng)在線標定的匹配模式有很多,研究不同匹配模式下的在線標定對標定方案的優(yōu)化有著重要意義。

        由于考慮到該型裝備機動性強的特點,所以,結(jié)合實際,以“速度”,“位置”,“姿態(tài)”為觀測量,分析比較了 “速度+姿態(tài)”、“速度+姿態(tài)+位置”以及“速度+位置”3種匹配模式的差異,以及3種匹配模式下的標定精度和收斂時間,并進行了仿真驗證,最后得出傳統(tǒng)的“速度+姿態(tài)”匹配方式最適合該型裝備的誤差標定。

        1 在線標定誤差模型

        在線標定本質(zhì)上屬于系統(tǒng)級標定,捷聯(lián)慣導(dǎo)的速度、姿態(tài)和位置誤差方程是在線標定的基礎(chǔ)。選取東北天地理坐標系為導(dǎo)航坐標系,在不考慮安裝誤差的前提下,本文采用文獻[5]給出的誤差模型,具體表達式如下。

        1.1 姿態(tài)誤差方程:

        (1)

        1.2 速度誤差方程:

        (2)

        1.3位置誤差方程

        (3)

        2 不同匹配模式下的在線標定

        2.1速度+姿態(tài)匹配條件下的在線標定

        根據(jù)以上誤差方程構(gòu)建如下的狀態(tài)空間模型。

        Z=HX+V

        (4)

        其中,W,V為互不相關(guān)的高斯白噪聲。

        (5)

        (6)

        其中,X=[δVnφnμbδka▽bδkgεb]T,

        Z=[δVnφn]T,μb為子慣導(dǎo)相對主慣導(dǎo)的安裝誤差角,A與文獻[2]定義相同。

        2.2 速度+姿態(tài)+位置匹配條件下的在線標定

        按式(4)建立狀態(tài)空間模型,其中參數(shù)設(shè)置如下:

        由于增加了位置觀測量,重新選取狀態(tài)變量為

        其中,δpn為位置誤差。

        系統(tǒng)矩陣為

        (7)

        矩陣A中A1,A2,A3,A4,A5和A6與文獻[3]定義相同,其余子矩陣定義如下:

        (8)

        (9)

        (10)

        (11)

        (12)

        2.3 速度+位置匹配條件下的在線標定

        將式(6)變?yōu)槭?13),其余參數(shù)保持不變,就得到速度加位置匹配條件下的仿真模型。

        (13)

        3 仿真分析

        3.1 速度+姿態(tài)匹配條件下的在線標定

        參照文獻[6]將式(4)離散化以滿足卡爾曼濾波要求,并按照參考文獻[2]中所設(shè)定標定路徑的運動參數(shù)。

        初始方差

        P0=10diag{(2m/s)2,(2m/s)2,(2m/s)2,

        (1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,

        (10-3g)2,(10-3g)2,(10-3g)2,(5×10-3g)2,

        (5×10-3g)2,(5×10-3g)2,(10-3g)2,

        (10-3g)2,(10-3g)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2}

        系統(tǒng)噪聲協(xié)方差

        Q=diag{(5×10-5g)2,(5×10-5g)2,(5×10-5g)2,(0.05°)2,(0.05°)2,(0.05°)2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

        R=diag{(0.01m/s)2,(0.01m/s)2,(0.01m/s)2,

        (0.01°)2,(0.01°)2,(0.01°)2}。

        各誤差系數(shù)估計結(jié)果如圖1和2,其中直線為設(shè)定值,曲線為估計結(jié)果。

        3.2 速度+姿態(tài)+位置匹配條件下的在線標定

        初始方差

        P0=10diag{(2m/s)2,(2m/s)2,(2m/s)2,

        (1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,(1°)2,

        (10-3g)2,(10-3g)2,(10-3g)2,

        (5×10-3g)2,(5×10-3g)2,(5×10-3g)2,

        (10-3g)2,(10-3g)2,(10-3g)2,

        (1°)2,(1°)2,(1°)2,(2m)2,(2m)2,(2m)2}

        系統(tǒng)噪聲協(xié)方差

        Q=diag{(5×10-5g)2,(5×10-5g)2,(5×10-5g)2,(0.05°)2,(0.05°)2,(0.05°)2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

        R=diag{(0.01m/s)2,(0.01m/s)2,(0.01m/s)2,(0.01°)2,(0.01°)2,(0.01°)2,(1m)2,(1m)2,(1m)2}

        和3.1節(jié)相同,按照文獻[2]設(shè)定的運動軌跡進行仿真,得到結(jié)果如圖3和4。

        3.3速度+位置匹配條件下的在線標定

        量測矩陣在2.3節(jié)已給出,其余參數(shù)保持不變,得到結(jié)果如圖5和6。

        為考察增加位置觀測量后對標定精度的影響,對慣組各誤差參數(shù),取參數(shù)收斂后一段時間140~180s的估計值的平均值作為該次仿真的估計值,考慮到慣性儀表隨機噪聲的影響,重復(fù)上面仿真實驗5次,取平均值作為誤差參數(shù)的估計值,并將估計值減去設(shè)定值,將結(jié)果除以設(shè)定值得到相對精度。其具體結(jié)果如表1。

        圖1 刻度系數(shù)估計結(jié)果

        圖2 加計零偏和陀螺漂移估計結(jié)果

        圖3 刻度系數(shù)估計結(jié)果

        圖4 加計零偏和陀螺常漂估計結(jié)果

        圖5 速度加位置匹配條件下刻度系數(shù)估計結(jié)果

        圖6 速度加位置匹配條件下陀螺常漂和加計零偏估計結(jié)果

        表1 不同匹配方式下的相對精度對比

        匹配量X加計刻度系數(shù)誤差Y加計刻度系數(shù)誤差Z加計刻度系數(shù)誤差X加計零偏Y加計零偏Z加計零偏速度+位置16.68%1.67%3.71%2.6972%68.25%35.74%速度+姿態(tài)13.96%14.28%18.05%32.56%8.73%14.56%速度+姿態(tài)+位置13.81%30.19%26.70%29.72%3.86%4.41%匹配量X陀螺刻度系數(shù)誤差Y陀螺刻度系數(shù)誤差Z陀螺刻度系數(shù)誤差X陀螺零偏Y陀螺零偏Z陀螺零偏速度+位置24.63%4.97%5.18%4.37%4.66%7.55%速度+姿態(tài)3.12%3.08%0.14%0.96%0.33%0.75%速度+姿態(tài)+位置1.26%3.34%2.16%1.15%0.26%0.61%

        表2 不同匹配方式下的收斂時間對比

        下面就從標定精度和收斂時間2方面來分析3種匹配模式對誤差標定的影響。

        從表1可以看出,速度+姿態(tài)+位置匹配相比速度+姿態(tài)匹配,加速度計零偏、X陀螺刻度系數(shù)誤差、X加速度計刻度系數(shù)誤差、Y陀螺零偏和Z陀螺零偏的估計精度都得到提高,Y加速度計刻度系數(shù)誤差和Z加速度計刻度系數(shù)誤差的估計精度有所降低。

        為了進一步分析增加位置觀測量對各參數(shù)收斂時間的影響,將各參數(shù)的收斂時間(單位為s)進行統(tǒng)計,如表2。從表2來看,速度+姿態(tài)+位置匹配相比速度+姿態(tài)匹配,參數(shù)的收斂速度普遍降低,其中X陀螺刻度系數(shù)、Z陀螺刻度系數(shù)、X陀螺零偏和Y加速度計零偏的收斂速度降低明顯。

        總之,增加位置觀測量使參數(shù)收斂速度普遍降低,但加速度計零偏、X陀螺刻度系數(shù)誤差、X加速度計刻度系數(shù)誤差、Y陀螺零偏和Z陀螺零偏的估計精度都得到提高。為兼顧收斂速度和標定精度之間的矛盾,標定時需要合理的取舍。

        另外,從表2可以看出在相同標定路徑條件下,速度加位置匹配相比速度加姿態(tài)匹配,除Y加速度計刻度系數(shù)誤差和Z加速度計刻度系數(shù)誤差的估計精度提高外,其余參數(shù)的標定精度都降低,而且X加速度計零偏和Y加速度計零偏的估計誤差很大。

        權(quán)衡收斂速度和標定精度的條件下,速度加姿態(tài)匹配的估計效果較好。

        4 結(jié)語

        研究了不同匹配模式下的捷聯(lián)慣導(dǎo)在線標定,確定了不同匹配模式下的在線標定誤差模型,并對不同模式進行了仿真試驗,依據(jù)仿真數(shù)據(jù),權(quán)衡收斂速度和標定精度,得出速度加姿態(tài)匹配的估計效果較好,適合大部分標定情況。

        [1] 李海強.基于比對的捷聯(lián)慣性測量組合不拆彈標定方法[J].探測與控制學(xué)報,2011,33(6):52-56.(Li Haiqiang.SIMU Error Calibrating without Stripping the Missile Based on Comparison Method[J].Journal of Detection&Control, 2011, 33(6):52-56.)

        [2] 全振中,石志勇.基于速度加姿態(tài)態(tài)匹配的捷聯(lián)慣導(dǎo)在線標定路徑設(shè)計[J].火力與指揮控制,2013,28(7):55-58.(Quan Zhenzhong,Shi Zhiyong.The Track Design for On-line Calibration of SINS Base on the Condition of “Velocity + Attitude” Matching[J].Fire Control & Command Control,2013,28(7):55-58.)[3] 李海強,詹麗娟,卿立.捷聯(lián)慣性測量裝置在整彈上的標定方法研究[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈控制技術(shù),2006, 2(53):32-37.(Li Haiqiang,Zhan Lijuan,Qing Li.Reaserch on a Method of Calibrating SIMU Without Removal from Missile[J].Control Technology of Tactical Missile, 2006, 2(53):32-37.)

        [4] 黨雅娟,魯浩,龐秀枝.空空導(dǎo)彈捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)空中標定技術(shù)研究[J].計測技術(shù),2010,30(4):23-26.(Dang Yajuan,Lu Hao,Pang Xiuzhi. Research on In-flight Calibration Method of SINS on Air-to-air Missile[J].Metrology & Measurement Technology,2010,30(4):23-26。)

        [5] 秦永元,張洪鉞,汪叔華.卡爾曼濾波與組合導(dǎo)航原理[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2004.

        [6] 秦永元.慣性導(dǎo)航[M].科學(xué)出版社,2006.

        The Study of On-line Calibration Based on Different Matching Conditions by Emulation Mode

        WANG Zhiwei SHI Zhiyong WANG Huaiguang QUAN Zhenzhong

        Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, Hebei 050003, China

        TheerrorparametersofSINSwhicharetime-varyinghaveasignificantinfluenceonnavigationprecision,andtheyneedtobecalibratedon-lineintheoutfield.Thematchingconditionselectionshaveagreaterimpactontheaccuracyofcalibrationerrorparameter.Inordertoresearchtheimpactofcalibrationaccuracywiththedifferentmatchingconditions,theon-linecalibrationmodelisderivedwiththreematchingconditionswhichare“velocity+attitude”matching, “velocity+attitude+position”matchingand“velocity+position”matching.Bycomparingthecalibrationaccuracywiththeconvergencetimeofthese12errorparametersofINSunderthreematchingconditionsandanalyzingofthecausesofthedifferences,thebasisofthecalibrationschemefortheoptimizationisprovided.

        On-linecalibration;Matchingcondition; INS

        *武器裝備預(yù)研基金(9140A09040112JB3401)

        2013-04-09

        王志偉(1990-),男,陜西華陰人,碩士研究生,主要研究方向為慣性導(dǎo)航;石志勇(1965-),男,四川仁壽人,教授,主要從事現(xiàn)代檢測、智能車輛和導(dǎo)航定位的研究;王懷光(1978-),男,河北滄州人,講師,主要研究方向為現(xiàn)代車輛檢測;全振中(1988-),男,湖南益陽人,碩士研究生,主要研究方向為慣性導(dǎo)航。

        1006-3242(2014)04-0024-07

        U666.1

        A

        猜你喜歡
        加速度計刻度陀螺
        基于加速度計的起重機制動下滑量測量
        做個紙陀螺
        玩陀螺
        陀螺轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)
        軍事文摘(2018年24期)2018-12-26 00:58:18
        歐姆表的刻度真的不均勻嗎?
        ——一個解釋歐姆表刻度不均勻的好方法
        我最喜歡的陀螺
        快樂語文(2018年36期)2018-03-12 00:56:02
        被吃掉刻度的尺子
        基于遺傳算法的加速度計免轉(zhuǎn)臺標定方法
        誰大誰小
        常溫下硅微諧振加速度計零偏穩(wěn)定性的提高
        日本中文字幕一区二区视频| 亚洲欧美日韩人成在线播放| 男人和女人做爽爽免费视频| 亚洲va无码va在线va天堂| 亚洲一区二区观看播放| 91网站在线看| 无遮高潮国产免费观看韩国| 97人妻精品一区二区三区免费| 国产精品熟女一区二区三区| 国产自拍精品一区在线观看| 亚洲av无码乱码国产精品久久| 亚洲精品美女久久久久久久| 无码人妻丰满熟妇片毛片| 91spa国产无码| 精品亚洲不卡一区二区| 久久久免费精品国产色夜| 男女做羞羞事的视频网站| av网站免费线看精品| 久久久久久国产精品无码超碰动画 | 资源在线观看视频一区二区| 日本乱码一区二区三区在线观看| 无码av天天av天天爽| 国产精品一卡二卡三卡| 在线观看免费人成视频色9| 无码少妇一级AV便在线观看| 资源在线观看视频一区二区| 成人久久久精品乱码一区二区三区| 成在线人免费视频| 99久久久久国产| 制服丝袜人妻中出第一页| 亚洲综合av一区在线| 无码少妇丰满熟妇一区二区| 久久男人av资源网站无码| 69国产成人综合久久精| 国产成人亚洲精品一区二区三区| 国内偷拍国内精品多白86| 亚洲精品无码永久在线观看你懂的| 国产成人久久精品二区三区牛 | 久久不见久久见免费影院| 国产精品久久国产精麻豆99网站| 免费人成黄页网站在线观看国产 |