于飛飛，王振桓，曾慶雙，陳希軍

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院，哈爾濱 150001)

0 引言

羅經(jīng)系統(tǒng)典型的對準(zhǔn)方法有解析對準(zhǔn)和羅經(jīng)法對準(zhǔn)[1-4]。羅經(jīng)法初始對準(zhǔn)是利用羅經(jīng)原理基于控制反饋的自主式對準(zhǔn)方法[5]。羅經(jīng)法對準(zhǔn)不需要精確的數(shù)學(xué)模型和噪聲模型，并且具有自主性強(qiáng)、精度高和航向誤差不隨時(shí)間積累等特點(diǎn)[6]。捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)是基于羅經(jīng)效應(yīng)通過控制算法完成閉環(huán)調(diào)節(jié)的過程，對準(zhǔn)算法的精確性和快速性是相互制約的。隨著光纖陀螺、激光陀螺和加速度計(jì)等慣性器件的日益成熟完善，為捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)研究增加了新的活力[7]，最終使精度得到了很大提高，而快速性問題逐步成為捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)研究的主要問題之一。將逆向?qū)Ш浇馑氵\(yùn)用于捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)之中，改進(jìn)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)方法，對縮短其對準(zhǔn)時(shí)間具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[8]。嚴(yán)恭敏將逆向?qū)Ш浇馑銘?yīng)用于捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)中，設(shè)計(jì)了快速捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)方法，并借助輔助外速，將正向捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)與逆向航位推算相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了行進(jìn)狀態(tài)下的捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)和位置導(dǎo)航[9]。目前進(jìn)行的仿真或試驗(yàn)基本是在靜止或直線運(yùn)動(dòng)條件下完成的，在實(shí)際應(yīng)用中，很難達(dá)到這種理想狀態(tài)。在動(dòng)基座條件下，姿態(tài)角一直處于變化中，如果采用文獻(xiàn)[9]中的方法，在導(dǎo)航計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)期間載體姿態(tài)角已經(jīng)發(fā)生變化，計(jì)算完畢后并不能獲得最新的姿態(tài)角；另外，還可能遇到較大干擾或惡劣環(huán)境，造成粗對準(zhǔn)航向角誤差變大，有時(shí)能超過10°以上，在大失準(zhǔn)角條件下會(huì)延長精對準(zhǔn)時(shí)間，盡管不影響最終精度，但快速性受到影響[10]。本文針對上述問題進(jìn)行了深入研究，提出了基于姿態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?zhǔn)方法和正逆向二級(jí)變參數(shù)對準(zhǔn)法，解決了相關(guān)問題。

1 捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)原理

捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)原理如下[11]：

水平對準(zhǔn)東向通道

(1)

水平對準(zhǔn)北向通道

(2)

羅經(jīng)方位通道

(3)

K(s)=KU3/ωiecosL·(s+KU4)

(4)

2 捷聯(lián)羅經(jīng)回路參數(shù)分析

分析羅經(jīng)回路參數(shù)的目的是通過配置合適的極點(diǎn)，提高對準(zhǔn)回路系統(tǒng)的綜合性能。

2.1 水平對準(zhǔn)回路參數(shù)

根據(jù)水平對準(zhǔn)通道方程，并以水平對準(zhǔn)北向回路為例，進(jìn)行對準(zhǔn)回路分析。

設(shè)衰減系數(shù)為σ，σ=ξωn，無阻尼振蕩頻率為ωn，阻尼振蕩頻率為ωd，則特征根可設(shè)為：s1=-σ，s2=-σ+jωd，s3=-σ-jωd，構(gòu)造特征多項(xiàng)式如下

Δs=(s+σ)(s+σ-jωd)(s+σ+jωd)

(5)

由回路方程求得水平對準(zhǔn)北向回路特征多項(xiàng)式如下

(6)

2.2 方位對準(zhǔn)回路參數(shù)

根據(jù)羅經(jīng)方位通道方程，列寫方位回路特征多項(xiàng)式如下

(7)

羅經(jīng)方位回路中的KU1、KU2和水平對準(zhǔn)北向回路中的KN1、KN2并不相同。顯然，羅經(jīng)方位對準(zhǔn)回路是一個(gè)四階系統(tǒng)，一般用2個(gè)二階系統(tǒng)串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，論文采用以下兩種方式實(shí)現(xiàn)。

方法a，2個(gè)相同振蕩環(huán)節(jié)串聯(lián)，這是一種最經(jīng)典的設(shè)置方法[12]，特征多項(xiàng)式為

(8)

對比式(7)和式(8)系數(shù)，可得參數(shù)如下：KU1=KU4=2σ，KU2=2σ2/(ξωs)2-1，KU3=σ4/(ξ4g)。

2個(gè)振蕩環(huán)節(jié)，跟蹤速度快，但不利于對準(zhǔn)結(jié)果的穩(wěn)定，在搖擺狀態(tài)下對準(zhǔn)時(shí)，對準(zhǔn)誤差較大。

方法b，1個(gè)振蕩環(huán)節(jié)和1個(gè)過阻尼環(huán)節(jié)，極點(diǎn)配置有區(qū)別于方法a，此配置方法具有更強(qiáng)的跟蹤能力，同時(shí)保證了穩(wěn)態(tài)精度，能夠提高搖擺狀態(tài)下的對準(zhǔn)精度[13]。特征多項(xiàng)式為

(9)

對比式(7)和式(9)系數(shù)，可得參數(shù)如下：KU1=2ωn，KU2=2σ2/(ξωs)2-1，KU3=σ4/(ξ4g)，KU4=2σ。

本文中水平對準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)均使用同一種設(shè)計(jì)思路，方位對準(zhǔn)參數(shù)根據(jù)不同的載體狀態(tài)，使用不同的配置方法。

2.3 調(diào)節(jié)參數(shù)Td

Td為阻尼振蕩周期，在實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)時(shí)以Td為調(diào)節(jié)參數(shù)更加方便直觀。由前述分析可知，三階水平對準(zhǔn)回路和四階方位對準(zhǔn)回路均建立在二階回路基礎(chǔ)之上，因此從二階系統(tǒng)入手分析Td作為調(diào)節(jié)參數(shù)的優(yōu)勢。

典型的二階閉環(huán)傳遞函數(shù)為

(10)

取Td=30s，ξ=0.3，其單位階躍響應(yīng)曲線，如圖1所示。

圖1 典型二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線Fig.1 Unit step response curve of the typical second-order system

將2個(gè)典型二階系統(tǒng)串聯(lián)起來獲得典型四階系統(tǒng)，Td和ξ保持不變，單位階躍響應(yīng)曲線如圖2所示。

圖2 典型四階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線Fig.2 Unit step response curve of the typical fourth-order system

在ξ一定時(shí)，對于二階系統(tǒng)和四階系統(tǒng)來說，Td可以反映tr、tp、ts等指標(biāo)，振蕩次數(shù)主要由ξ確定。因此，對于羅經(jīng)法初始對準(zhǔn)來說，在ξ一定時(shí)，以Td作為調(diào)節(jié)參數(shù)更加直觀實(shí)用，可以在一定程度上反映對準(zhǔn)時(shí)間；但在實(shí)際工程中，由于環(huán)境和器件誤差等原因，Td不能選的太小，否則系統(tǒng)振蕩加強(qiáng)，不利于穩(wěn)定收斂。因此，在算法實(shí)現(xiàn)時(shí)可將水平對準(zhǔn)回路和方位對準(zhǔn)回路參數(shù)改寫為以Td作為調(diào)節(jié)參數(shù)的形式。文中水平回路用Txy表示，方位回路用Tz表示。

3 逆向?qū)Ш浇馑氵\(yùn)用分析

由文獻(xiàn)[9]可知，正、逆向?qū)Ш剿惴ㄔ谛问缴鲜窍嗤模灰獙⒄虼鎯?chǔ)的陀螺數(shù)據(jù)和地球自轉(zhuǎn)角速率取反，并將正向終值設(shè)置為逆向初值，就能實(shí)現(xiàn)逆向?qū)Ш?。因此，在捷?lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)中，如果被逆向處理的數(shù)據(jù)作為一組新數(shù)據(jù)繼續(xù)使用，等效增加了數(shù)據(jù)量；或者將正向羅經(jīng)對準(zhǔn)和逆向姿態(tài)解算相結(jié)合，正向反復(fù)使用數(shù)據(jù)，也可等效為增加了數(shù)據(jù)量[14]。逆向?qū)Ш浇馑阍诮萋?lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)中的運(yùn)用主要有兩種思路，具體如下：

全循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)：初始對準(zhǔn)完成一次粗、精對準(zhǔn)后，將相應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并作逆向處理，構(gòu)造一組新數(shù)據(jù)，接續(xù)進(jìn)行逆向羅經(jīng)精對準(zhǔn)，進(jìn)行精對準(zhǔn)正逆向循環(huán)直到精度符合要求，時(shí)序如圖3所示。

圖3 全循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)法時(shí)序圖Fig.3 Sequence diagram of the full cycle forward and reverse alignment method

半循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)：初始對準(zhǔn)完成一次粗、精對準(zhǔn)后，將相應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以獲得姿態(tài)矩陣為初值，進(jìn)行逆向姿態(tài)解算至起點(diǎn)，利用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，再次進(jìn)行正向羅經(jīng)精對準(zhǔn)，如此循環(huán)直到精度符合要求，時(shí)序如圖4所示。

圖4 半循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)法時(shí)序圖Fig.4 Sequence diagram of the half cycle forward and reverse alignment method

4 動(dòng)基座逆向捷聯(lián)羅經(jīng)精對準(zhǔn)算法

將方程組(1)～(3)離散化后，借鑒文獻(xiàn)[9]的逆向?qū)Ш酵茖?dǎo)思路，推導(dǎo)動(dòng)基座逆向捷聯(lián)羅經(jīng)精對準(zhǔn)算法，具體如下：

逆向水平對準(zhǔn)東向通道

(11)

逆向水平對準(zhǔn)北向通道

(12)

逆向羅經(jīng)方位通道

(13)

參數(shù)為：KU1=KU4=2σ，KU2=2σ2/(ξωs)2-1，KU3=σ4/(ξ4g)。

如果是單純的搖擺狀態(tài)下，此時(shí)載體沒有線運(yùn)動(dòng)，可將輔助外速置零，但是逆向羅經(jīng)方位通道采用如下配置為：KU1=2ωn，KU2=2σ2/(ξωs)2-1，KU3=σ4/(ξ4g)，KU4=2σ。

5 基于姿態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?zhǔn)實(shí)現(xiàn)及仿真試驗(yàn)

5.1 姿態(tài)補(bǔ)償分析

在動(dòng)基座條件下，若姿態(tài)角在T2時(shí)刻后發(fā)生了變化，直接運(yùn)用上述兩種思路進(jìn)行對準(zhǔn)，對準(zhǔn)結(jié)果會(huì)存在很大誤差，無法完成對準(zhǔn)，因此必須進(jìn)行姿態(tài)補(bǔ)償。以全循環(huán)法為例，時(shí)序如圖5所示。

圖5 基于姿態(tài)補(bǔ)償?shù)某跏紝?zhǔn)時(shí)序圖Fig.5 Sequence diagram of the initial alignment method based on attitude compensation

本文設(shè)計(jì)了一次姿態(tài)補(bǔ)償和接續(xù)姿態(tài)更新兩種補(bǔ)償方法，具體如下：

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

接續(xù)姿態(tài)更新法：初始對準(zhǔn)前，事先約定循環(huán)計(jì)算使用數(shù)據(jù)長度的時(shí)間T2。在T2時(shí)刻開始循環(huán)解算，同時(shí)存儲(chǔ)T2時(shí)刻之后的采樣數(shù)據(jù)；在獲得T2時(shí)刻精確姿態(tài)矩陣后，以其為初值，利用T2時(shí)刻之后存儲(chǔ)的慣組數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)更新解算；一直更新到最新采樣數(shù)據(jù)時(shí)刻T3，此時(shí)初始對準(zhǔn)結(jié)束，從而獲得了最新的姿態(tài)矩陣。

5.2 搖擺狀態(tài)下仿真試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證兩種補(bǔ)償方法的正確性，在搖擺狀態(tài)下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，搖擺模型為三軸正弦搖擺。約定本文中對準(zhǔn)姿態(tài)角和對準(zhǔn)誤差均按照俯仰角、橫滾角和航向角的順序書寫，慣組數(shù)據(jù)均從軌跡發(fā)生器中獲得。這里采用一次正向捷聯(lián)羅經(jīng)精對準(zhǔn)代替循環(huán)法對準(zhǔn)，初始姿態(tài)角為：0°，0°，30°；粗對準(zhǔn)誤差為：1°，1°，5°；T2取值800s，假設(shè)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)計(jì)算耗時(shí)為13s，T3取值813s。813s時(shí)刻姿態(tài)角真值從軌跡發(fā)生器中直接獲得，按照俯仰角、橫滾角、航向角的順序分別為1.9021°、2.8532°和26.7693°。仿真試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 姿態(tài)補(bǔ)償對準(zhǔn)仿真試驗(yàn)結(jié)果表

分析表1，如果對800s對準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行13s姿態(tài)補(bǔ)償，最終對準(zhǔn)精度將大大提高，否則誤差很大。

5.3 行進(jìn)狀態(tài)下仿真試驗(yàn)驗(yàn)證

通常艦船和車輛等載體在初始對準(zhǔn)時(shí)，速度不高，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，但也會(huì)出現(xiàn)加速、減速或轉(zhuǎn)彎等現(xiàn)象，導(dǎo)致速度和航向角發(fā)生變化，因此也需要進(jìn)行姿態(tài)補(bǔ)償。這里以全循環(huán)法為列，時(shí)序如圖6所示。

圖6 行進(jìn)狀態(tài)下基于姿態(tài)補(bǔ)償?shù)娜h(huán)法初始對準(zhǔn)時(shí)序圖Fig.6 Sequence diagram of full cycle initial alignment based on attitude compensation in moving state

假設(shè)載體初始時(shí)刻姿態(tài)角為0°、0°、30°，從T1時(shí)刻開始以1m/s的視加速度向北作勻加速運(yùn)動(dòng)10s，之后先進(jìn)行右轉(zhuǎn)彎10s，接續(xù)進(jìn)行左轉(zhuǎn)彎10s，轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速率恒定為0.0175rad/s(大約轉(zhuǎn)動(dòng)1(°)/s)，之后勻速行駛280s，再進(jìn)行右轉(zhuǎn)彎10s，后保持勻速運(yùn)動(dòng)。在前10s完成粗對準(zhǔn)，T1取10s，T2取300s，假設(shè)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)解算耗時(shí)30s，即T3取330s。采用三種方法進(jìn)行仿真試驗(yàn)：常規(guī)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)、全循環(huán)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)和半循環(huán)法捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)。全循環(huán)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)共進(jìn)行3次正向羅經(jīng)精對準(zhǔn)，2次逆向羅經(jīng)精對準(zhǔn)，采用真實(shí)300s數(shù)據(jù)等效1500s數(shù)據(jù)；半循環(huán)法捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)共進(jìn)行3次正向羅經(jīng)精對準(zhǔn)，2次逆向姿態(tài)解算，采用真實(shí)300s數(shù)據(jù)等效1500s數(shù)據(jù)；作為對比，常規(guī)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)采用330s真實(shí)數(shù)據(jù)完成對準(zhǔn)。三種方法均采用水平調(diào)平+方位估算粗對準(zhǔn)方法，過程一樣，仿真試驗(yàn)結(jié)果中只對比精對準(zhǔn)過程，具體如圖7～圖9所示。

分析圖7常規(guī)法仿真試驗(yàn)結(jié)果，對準(zhǔn)誤差為-0.0044°、0.0018°和0.1845°。

分析圖8全循環(huán)法仿真試驗(yàn)結(jié)果，300s時(shí)刻對準(zhǔn)姿態(tài)角為0.0057°、0.0002°和29.9763°，對準(zhǔn)誤差為-0.0042°、-0.0021°和0.0244°。從軌跡發(fā)生器獲得330s時(shí)刻姿態(tài)角為0.0010°、0.0008°和20.0009°。補(bǔ)償后獲得最終姿態(tài)角為0.0057°、0.0009°和19.9761°，最終誤差為0.0047°、0.0001°和-0.0248°，精度符合要求。

圖7(a) 行進(jìn)狀態(tài)常規(guī)法對準(zhǔn)姿態(tài)角圖Fig.7(a) Alignment attitude angle by conventional method in moving state

圖7(b) 行進(jìn)狀態(tài)常規(guī)法對準(zhǔn)誤差圖Fig.7(b) Alignment error by conventional method in moving state

圖8(a) 行進(jìn)狀態(tài)全循環(huán)法對準(zhǔn)姿態(tài)角圖Fig.8(a) Alignment attitude angle by full cycle method in moving state

圖8(b) 行進(jìn)狀態(tài)全循環(huán)法對準(zhǔn)誤差圖Fig.8(b) Alignment error by full cycle method in moving state

圖9(a) 行進(jìn)狀態(tài)半循環(huán)法對準(zhǔn)姿態(tài)角圖Fig.9(a) Alignment attitude angle by half cycle method in moving state

圖9(b) 行進(jìn)狀態(tài)半循環(huán)法對準(zhǔn)誤差圖Fig.9(b) Alignment error by half cycle method in moving state

分析圖9半循環(huán)法仿真試驗(yàn)結(jié)果，300s時(shí)刻對準(zhǔn)姿態(tài)角為0.0056°、0.0002°和30.0383°，對準(zhǔn)誤差為-0.0041°、-0.0021°和0.0357°。從軌跡發(fā)生器獲得330s時(shí)刻姿態(tài)角為0.0010°、0.0008°和20.0009°。補(bǔ)償后姿態(tài)角為0.0054°、0.0009°和20.0382°，計(jì)算出最終誤差為0.0044°、0.0001°和-0.0373°，精度符合要求。

因此，經(jīng)過姿態(tài)補(bǔ)償后，基于正逆向?qū)Ш浇馑愕慕萋?lián)羅經(jīng)全循環(huán)法和半循環(huán)法,在動(dòng)基座條件下均能完成初始對準(zhǔn)，在同等時(shí)間和參數(shù)條件下，對比常規(guī)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)方法，其對準(zhǔn)精度高，且縮短了對準(zhǔn)時(shí)間。

6 基于正逆向?qū)Ш浇馑愕淖儏?shù)捷聯(lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)研究

當(dāng)粗對準(zhǔn)誤差較大時(shí)，精對準(zhǔn)必須加快收斂速度，盡快將誤差降下來；當(dāng)誤差較小時(shí)，如果繼續(xù)保持振蕩頻率，那么就不利于收斂區(qū)域穩(wěn)定，有可能一直振蕩，或者需要更長的初始對準(zhǔn)時(shí)間。因此，本文提出了基于正逆向?qū)Ш浇馑愕亩?jí)變參數(shù)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)方法。

6.1 正逆向二級(jí)參數(shù)配置

現(xiàn)以全循環(huán)法為例進(jìn)行分析，具體參數(shù)配置示意圖如圖10所示。

圖10 正逆向二級(jí)變參數(shù)配置示意圖Fig.10 Schematic diagram of forward and reverse two-stage parameter configuration

1)第一級(jí)參數(shù)：第一級(jí)參數(shù)配置在第1次正向羅經(jīng)精對準(zhǔn)中，強(qiáng)調(diào)前期對準(zhǔn)過程的收斂速度，羅經(jīng)方位調(diào)節(jié)參數(shù)Tz取小值，提高振蕩頻率，加快收斂。經(jīng)過大量仿真試驗(yàn)可知，當(dāng)ξ取0.707時(shí)，在第1個(gè)Tz處，航向誤差一般降低至原誤差的4%～6%之內(nèi)，甚至更低，滿足小角度要求。如果粗對準(zhǔn)結(jié)束后誤差已經(jīng)很小，那么在Tz內(nèi)會(huì)進(jìn)一步減小振蕩，保證了第1次正向羅經(jīng)初始對準(zhǔn)結(jié)果能為后續(xù)羅經(jīng)精對準(zhǔn)提供更高品質(zhì)的初值。

2)第二級(jí)參數(shù)：第二級(jí)參數(shù)配置在后續(xù)正逆向循環(huán)中，強(qiáng)調(diào)后期對準(zhǔn)結(jié)果的穩(wěn)定性，羅經(jīng)方位調(diào)節(jié)參數(shù)Tz取大值，提高了最終精度的穩(wěn)定性。

6.2 仿真試驗(yàn)及驗(yàn)證

在搖擺和行進(jìn)兩種狀態(tài)下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，以給定誤差作為粗對準(zhǔn)結(jié)果，直接參與羅經(jīng)精對準(zhǔn)。給定粗對準(zhǔn)誤差為1°、1°、10°，以全循環(huán)法為例進(jìn)行仿真試驗(yàn)，固定參數(shù)和變參數(shù)兩種方法均進(jìn)行3次正向羅經(jīng)精對準(zhǔn)和2次逆向羅經(jīng)精對準(zhǔn)。搖擺狀態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)，T2取260s，固定調(diào)節(jié)參數(shù)：Txy=20，Tz=100;變調(diào)節(jié)參數(shù)：第一級(jí)調(diào)節(jié)參數(shù)Txy=20，Tz=100，第二級(jí)調(diào)節(jié)參數(shù)Txy=20，Tz=200。其他條件同5.2節(jié)，仿真試驗(yàn)結(jié)果分別如圖11(a)和圖11(b)所示。行進(jìn)狀態(tài)仿真試驗(yàn)，載體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同5.3節(jié)，T2取200s，固定調(diào)節(jié)參數(shù)：Txy=20，Tz=100;變調(diào)節(jié)參數(shù)：第一級(jí)調(diào)節(jié)參數(shù)取Txy=20，Tz=100，第二級(jí)調(diào)節(jié)參數(shù)Txy=20，Tz=200。仿真試驗(yàn)結(jié)果分別如圖12(a)和圖12(b)所示。

圖11(a) 搖擺狀態(tài)固定參數(shù)對準(zhǔn)誤差圖Fig.11(a) Alignment error by fixed parameters in swing state

圖11(b) 搖擺狀態(tài)變參數(shù)對準(zhǔn)誤差圖Fig.11(b) Alignment error by variable parameters in swing state

圖12(a) 行進(jìn)狀態(tài)固定參數(shù)對準(zhǔn)誤差圖Fig.12(a) Alignment error by fixed parameters in moving state

圖12(b) 行進(jìn)狀態(tài)變參數(shù)法對準(zhǔn)誤差圖Fig.12(b) Alignment error by variable parameters in moving state

分析圖11(a)，對準(zhǔn)誤差為-0.0082°、-0.0018°和0.1349°，沒有達(dá)到對準(zhǔn)要求，再增大正逆次數(shù)后，繼續(xù)小幅振蕩，幾乎沒有提高；分析圖11(b)，對準(zhǔn)誤差為-0.0078°、-0.0018°和0.0038°，達(dá)到了對準(zhǔn)要求。

分析圖12(a)，對準(zhǔn)誤差為-0.0043°、-0.0029°和-0.1730°，沒有達(dá)到對準(zhǔn)要求，再增大正逆次數(shù)后，繼續(xù)小幅振蕩，幾乎沒有提高；分析圖12(b)，初始對準(zhǔn)誤差為-0.0043°、-0.0029°和-0.0006°，達(dá)到了對準(zhǔn)要求。

因此，采用變參數(shù)法對準(zhǔn)經(jīng)過第一級(jí)對準(zhǔn)后，誤差迅速收斂到要求范圍內(nèi)，在第二級(jí)對準(zhǔn)中超調(diào)量逐漸減小，誤差很快趨于穩(wěn)定。

7 結(jié)論

本文重點(diǎn)研究了逆向?qū)Ш浇馑阍诮萋?lián)羅經(jīng)初始對準(zhǔn)中的應(yīng)用問題，在全循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)和半循環(huán)正逆向?qū)?zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，針對提升基于正逆向?qū)Ш浇馑愕慕萋?lián)動(dòng)基座對準(zhǔn)實(shí)時(shí)性的問題，提出了基于姿態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?zhǔn)方法。該方法能夠減小在循環(huán)解算過程中因外界環(huán)境變化導(dǎo)致姿態(tài)角變化而產(chǎn)生的新誤差，從而提高了對準(zhǔn)精度，實(shí)現(xiàn)了基于正逆向?qū)Ш浇馑愕慕萋?lián)羅經(jīng)動(dòng)基座初始對準(zhǔn)。針對動(dòng)基座中粗對準(zhǔn)誤差過大導(dǎo)致精對準(zhǔn)時(shí)間延長的問題，提出了正逆向二級(jí)變參數(shù)配置方法，加快了對準(zhǔn)過程中誤差收斂速度，縮短了對準(zhǔn)時(shí)間。最后進(jìn)行了仿真試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了在動(dòng)基座條件下全循環(huán)法和半循環(huán)法均能在同等參數(shù)和時(shí)間條件下提高對準(zhǔn)精度,對比常規(guī)捷聯(lián)羅經(jīng)對準(zhǔn)方法，縮短了對準(zhǔn)時(shí)間。