捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差源主要來自以下幾方面

1、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差源主要來自以下幾方面：數(shù)學(xué)模型的近似引起的誤差在系統(tǒng)建模的過程中，我們采用了很多近似，例如作為慣導(dǎo)基本方程基 礎(chǔ)的牛頓第二定律，對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度很高的載體就不夠精確；計(jì)算地球曲 率半徑時(shí)也是將地球的幾何形狀近似為地球參考橢球體。但是對(duì)于中等 精度的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，由于數(shù)學(xué)模型的近似性所造成的系統(tǒng)誤差可以忽 略不計(jì)。慣性元件的誤差慣性敏感元件(陀螺儀和加速度計(jì))由于原理、加工、安裝工藝的不完善 等均可造成敏感元件輸出的誤差，從而導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。相應(yīng)的體現(xiàn)在慣 性器件的零偏、標(biāo)度因數(shù)誤差以及器件安裝誤差上。這些誤差比較難控 制，常常這項(xiàng)誤差約占系統(tǒng)誤差的90%左右。初始值誤差整個(gè)固定指北

2、解析式慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本方程中有七個(gè)微分方程需要初始條 件。確定初始條件時(shí)產(chǎn)生的誤差為初始值誤差，亦即初始對(duì)準(zhǔn)誤差。它 們是慣性平臺(tái)初始誤差角5、Bo、Yo。東向、北向初始速度乞0 和。，初始經(jīng)緯度入。、(Po的誤差。這個(gè)初始值是由慣導(dǎo)系統(tǒng)初始 校準(zhǔn)精度所決定。一旦出現(xiàn)初始對(duì)準(zhǔn)誤差，它將在系統(tǒng)中傳播，因此對(duì) 初始對(duì)準(zhǔn)誤差應(yīng)嚴(yán)加限制。計(jì)算機(jī)的算法誤差 捷聯(lián)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集Z后的工作全由計(jì)算機(jī)承擔(dān)。捷聯(lián)矩陣即時(shí)修正中需要采用近似的方法求解微分方程，這會(huì)引入算法誤差。另外，計(jì)算 機(jī)資源是有限的，為了同時(shí)保證系統(tǒng)的速度和精度，實(shí)際計(jì)算時(shí)都是采 用有限項(xiàng)級(jí)數(shù)，而把高階項(xiàng)截去，這樣就會(huì)引入算法上的截?cái)嗾`差。但

3、由于算法誤差在很人程度上可由程序設(shè)計(jì)者控制，通常將這項(xiàng)誤差限制 在系統(tǒng)誤差的10%左右。為了提高慣性儀表的精度，可以從硬件和軟件兩方面著手改進(jìn)。但是， 單靠改進(jìn)儀表的設(shè)計(jì)來提高慣性儀表的精度，會(huì)大大提高系統(tǒng)的成本， 而且在加工、制造和調(diào)試時(shí)的難度也會(huì)增人。而使用軟件的方法則不會(huì) 存在這方面的問題。因此，利用軟件補(bǔ)償來提高實(shí)際使用精度成為一條 可行的途徑。表3 - 4光纖陀螺和加速度計(jì)安裝的偏離角光纖陀螺加速度計(jì)安裝謀差角偏離角（。）安較誤差角偏離角（ ）Eh0.0065180.373482E逆-0.017255-0.988674-0.001480-0.084787E。寸4).000207-0.

4、011854E叩-0.006980-0.399912E酥0.0128170.734374E紳0.000046%0.002610E護(hù)-0.001135-0.065045E產(chǎn)0.0018990.108817Eg0.0017110.0980210.0035290.202177E刊-0.0008700Z2-0.049840消除安裝誤差的根本辦法還是提高安裝精度，但是在實(shí)驗(yàn)室目前現(xiàn)有的 情況下很難達(dá)到這個(gè)要求，而且即使達(dá)到了安裝精度，系統(tǒng)總會(huì)存在一 些安裝誤差，所以通過試驗(yàn)的方法準(zhǔn)確地測(cè)出安裝誤差角，然后用軟件 算法進(jìn)行補(bǔ)償是一種行之有效的方法。一般慣性元件的精度與安裝誤差是相互制約的，當(dāng)加速度計(jì)精度為

5、10Tg，光纖陀螺精度為0. 01 /h時(shí)，要求加速度計(jì)偏離角W3”，陀螺偏離角W3”| f I1 -，宜 一 i 平L I .|7000萬確0兌的孕方根歡5000火蝶很軍曾水平分仕4000-/ -KOO/1_L_ 一2000 卜/一/，11/H他謖爸，100001 -1000 *1.S Ume/h29 33.5 40 0.6圖4.9光纖捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)單通道誤差傳播數(shù)，再結(jié)合本節(jié)介紹的誤差分析方法，我們就能從理論分析出該系統(tǒng)的綜合性 能，用來判斷由所選器件構(gòu)成的系統(tǒng)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。仿真中參數(shù)設(shè)定如下：水平方向陀螺儀零偏為14.26-/A,陀螺儀垂直分量的零 偏為14.17VA,加速度計(jì)零偏為0

6、.002g,初始北向速度誤差為Ws,初始對(duì)準(zhǔn)方位誤差 為1 mrad.仿真時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)，結(jié)果如圖4.9所示.可以看出，系統(tǒng)誤差主要來自陀 螺零偏的水平分量。根據(jù)(4-20)可以求出平均速度誤差為441m/5o對(duì)于工作時(shí)間較短的導(dǎo)航系統(tǒng)，傅科蔑蕩和地球震蕩在很多應(yīng)用中可以忽略 不計(jì)，因而可以單獨(dú)考盤慣導(dǎo)系統(tǒng)在北向、東向與垂直通道的誤差傳播。下面 針對(duì)中短時(shí)間導(dǎo)航環(huán)境下，研究了慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差在北向通道的傳播，并得出各個(gè) 誤差源對(duì)位置誤差的彩響方式和大?。?1)作用在東向軸線的角速率零偏(叫)引起的北向位置誤差(叭)為&廠心一沁(4-19)121.5 2 54.40.5 /Q _ 1t00.511.5

7、2 ZS 3一35陀螺儀零偏水平分量引起的北向位置誤差時(shí)間曲 線其中，心為地球半徑，他為舒勒振蕩角頻率。假設(shè)給定陀螺儀的殘余零偏為 0.01/幾圖4.4給出的是陀螺儀零偏水平分量引起的北向位置誤差曲線?？梢钥闯觯?東向陀螺儀零偏產(chǎn)生的位置誤差包括一個(gè)疊加了舒勒震蕩的傾斜誤是使其產(chǎn)生一個(gè) 隨時(shí)間積累的誤差，其位置誤差增加的速度為心叫。圖中平均速度誤差大約為 0.3092 加 /。(2)陀螺儀零偏垂言分童(叫)引起的位置誤差為 九二麻cosl-竽曾叫(4-20)其中A = Q + vf/?0cosAo假設(shè)系統(tǒng)掙止，位于緯度為45。處，且陀螺儀零偏為 圖4.5給出的是陀螺儀零偏垂直分量引起的北向位置

8、誤差曲線?？梢娫撐恢谜`差包含 了一個(gè)二次項(xiàng)，并且疊加了一個(gè)舒勒震蕩，振蕩分量的相對(duì)幅值較小，因此在圖中 不太突出。這種謀差傳播隨緯度而變化。平均加速度誤差為麻cosub q圖中平均加 速度誤差為0.00016m/?,-小時(shí)后速度誤差可積累值0.58m/5,位置溟差約為1036m.timWh,；5陀螺儀零偏垂直分量引起的北向位置誤差時(shí)間曲線作用在北向通道的有效加速度零偏（%）導(dǎo)致的位置誤差為1.4time/h圖4.6加速度計(jì)零偏引起的北向位置誤差時(shí)間曲線假設(shè)加速度計(jì)殘余零偏為0.1 mgo圖4.6給出的是加速度計(jì)零偏引起的北向位 置誤差曲線?？梢?，這類誤差也受到舒勒回路的調(diào)制，其最大位置誤差為牛

9、，則其 引起的最大位登吳差約為637m，最大速度誤差約為0.8加s。(4)航向誤差(軌)導(dǎo)致的位置誤差為 .c . sin (DA c“8XN = Rq Acos A t2-總?cè)?4-22)00.511522533.54圖4 7初始方位誤差引起的北向位置誤差時(shí)間曲線假設(shè)系統(tǒng)靜止，位于緯度為45。處，方位誤差為1加加。圖4.7給出的是初始 方位誤差引起的北向位置誤差曲線?？梢钥闯?，該誤差源引起的位置 誤差包括一疊 加在傾斜誤差上的舒勒震蕩，平均速度誤差為凡斤cos 總?cè)耍?jì)算可得平均速度誤差為 0.33/S。(4-23)(5)初始北向速度誤差(內(nèi)加)引起的位置誤差 singf 二假設(shè)5*0為5小 圖4.8給出的是初始速度誤差引起的北向位置誤差曲線可以看出，初始速度誤差受到舒勒回路的調(diào)制，其產(chǎn)生的最大位置誤差.844.2O.2 o o o o-O4 050.51.525352tamafh圖4.8初始速度誤差引起的北向位置誤差時(shí)間曲線為如，計(jì)算可得最大位置誤差為806m通過前一章中介紹的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，我們可以獲得慣性器件的相關(guān)性能參80007000總的平方根誡堊6000time/h圖49光纖捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)單通道誤差傳播仿真中參數(shù)設(shè)定如下