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hujieseu金蟲 (著名寫手)
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[交流]
關(guān)于慣導(dǎo)系統(tǒng)研制相關(guān)技術(shù)的一些個(gè)人理解 已有12人參與
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本人碩士與博士的課題都是基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開的，碩士期間主要參與的兩個(gè)項(xiàng)目分別是：羅經(jīng)系統(tǒng)算法研究、SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)，博士期間主要負(fù)責(zé)的項(xiàng)目是：?jiǎn)屋S旋轉(zhuǎn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研制，目前博士畢業(yè)論文已經(jīng)成功送審，靜待答辯！以后從事的行業(yè)與慣導(dǎo)系統(tǒng)沒有關(guān)聯(lián)，不過(guò)關(guān)鍵技術(shù)總是相通的，希望能夠在未來(lái)的崗位能夠如魚得水，下面我想把自己參與的項(xiàng)目的一些關(guān)鍵技術(shù)與大家分享一下： 1. 關(guān)于Kalman濾波開環(huán)與閉環(huán)設(shè)計(jì) 記得當(dāng)初剛剛接觸Kalman濾波時(shí)，總感覺一片茫然，一會(huì)看到用開環(huán)設(shè)計(jì)的，一會(huì)又看到用閉環(huán)設(shè)計(jì)的�？催^(guò)一篇文獻(xiàn)，在那里提到主張慣導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以開環(huán)Kalman為主，經(jīng)過(guò)自己的思考有以下幾個(gè)結(jié)論：①當(dāng)我們?yōu)V波模型中需要對(duì)傳感器的偏置進(jìn)行估計(jì)時(shí)，則此時(shí)必須使用開環(huán)Kalman濾波，閉環(huán)無(wú)法進(jìn)行偏置估計(jì)；②長(zhǎng)時(shí)間組合導(dǎo)航系統(tǒng)，需要設(shè)置開環(huán)，不然一段時(shí)間易引起濾波器誤差發(fā)散；③初始對(duì)準(zhǔn)期間如果方位失準(zhǔn)角較大，此時(shí)可以考慮使用閉環(huán)濾波器，不然一律使用開環(huán)濾波器。 2. 初始對(duì)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù) 目前在工程中使用較為成熟的粗對(duì)準(zhǔn)方法是：基于重力加速度解析法(即慣性系粗對(duì)準(zhǔn))，在搖擺基座環(huán)境下能夠快速解析計(jì)算得到初始航姿信息，精對(duì)準(zhǔn)通常采用Kalman濾波器對(duì)失準(zhǔn)角進(jìn)行估計(jì)與補(bǔ)償，我們?cè)诠こ讨薪⒌氖窍到y(tǒng)狀態(tài)方程包括以下幾個(gè)量：速度、失準(zhǔn)角、加速度計(jì)常值偏置、陀螺常值漂移，其中加速度計(jì)偏置與東向陀螺漂移不可估計(jì)，因此最終航向角收斂精度與東向陀螺漂移相關(guān)、水平姿態(tài)角收斂精度與加速度計(jì)偏置相關(guān)，如果需要進(jìn)一步提高初始對(duì)準(zhǔn)精度，可以轉(zhuǎn)動(dòng)SINS方位，以提高系統(tǒng)的可觀測(cè)性。 3. 單軸旋轉(zhuǎn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 目前我們研制的單軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)位方式是經(jīng)典的四位置轉(zhuǎn)停旋轉(zhuǎn)方式，在粗對(duì)準(zhǔn)階段控制轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)不轉(zhuǎn)，進(jìn)入精對(duì)準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)位旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)精度，根據(jù)仿真與實(shí)際系統(tǒng)的研制試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于導(dǎo)航級(jí)精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，航向角收斂精度優(yōu)于0.003度，水平姿態(tài)角收斂誤差接近零，能夠滿足高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)初始航姿信息需求。 |
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你好：開環(huán)Kalman時(shí)，濾波器新息來(lái)自慣性導(dǎo)航解算與外觀測(cè)信息，濾波器利用新息估計(jì)得到系統(tǒng)狀態(tài)量，并在輸出端對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差進(jìn)行校正(比如：速度、位置與姿態(tài))，如果能估計(jì)得到IMU誤差，則可對(duì)INS的IMU進(jìn)行在線校準(zhǔn)； 閉環(huán)Kalman時(shí)，每進(jìn)行一步Kalman濾波解算，都將估計(jì)得到的狀態(tài)信息反饋到系統(tǒng)解算中，并將濾波器值清零，所以閉環(huán)Kalman不能估計(jì)IMU誤差。 這兩者的區(qū)別在于開環(huán)Kalman估計(jì)到的狀態(tài)量不需反饋，只在輸出端進(jìn)行誤差校正，而閉環(huán)Kalman估計(jì)得到的狀態(tài)量則需要進(jìn)行反饋，并清零。目前個(gè)人主張利用開環(huán)設(shè)計(jì)。 |
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