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捷联惯导系统单位置初始对准可观测性分析

Observability Analysis of Fixed Position Initial Alignment of Strapdown Inertial Navigation System

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摘要

针对捷联式惯导系统单位置对准可观测性的问题, 以捷联式惯导10状态变量误差方程为研究对象, 利用奇异值分解的方法, 对固定位置对准的系统各状态变量的可观测性进行分析。可观测性分析结果表明:系统的各状态变量非完全可观, 方位失准角的可观测度较低。为了改善对准系统的可观测性, 根据可观测度分析结果及工程应用特性进行模型降阶, 得到7阶卡尔曼滤波参数模型并进行了实验验证。实验结果表明:降阶后的模型对滤波参数的容忍度更大, 且降阶后模型的精度要高于降阶前的精度。

Abstract

Aiming at the observability of the fixed position alignment of a strapdown inertial navigation system (SINS), the observability of each state variable of the system is analyzed by the method of singular value decomposition (SVD), in which the ten-state error equation of SINS is taken as the object of study. The results show that the state variables of the system are not completely observable and the azimuth misalignment angle has a low observability. In order to improve the observability of the alignment system, the state vector is reduced according to the results of observability analysis and the application characteristics of SINS, and the seven-order Kalman filtering model is obtained. Experimental results indicate that the seven-order model is more tolerant to the filter parameter and the navigation accuracy is higher than the original model.

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中图分类号:U666.1

DOI:10.3788/cjl201845.0101004

所属栏目:激光器件与激光物理

收稿日期:2017-07-18

修改稿日期:2017-08-12

网络出版日期:--

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王琦:国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
高春峰:国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
应智慧:国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
魏国:国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
龙兴武:国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073

联系人作者:王琦(tianmawangqi@hotmail.com)

备注:王琦(1989-), 男, 博士研究生, 主要从事激光多普勒测速及与激光惯性导航系统组合应用方面的研究。

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引用该论文

Wang Qi,Gao Chunfeng,Ying Zhihui,Wei Guo,Long Xingwu. Observability Analysis of Fixed Position Initial Alignment of Strapdown Inertial Navigation System[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(1): 0101004

王琦,高春峰,应智慧,魏国,龙兴武. 捷联惯导系统单位置初始对准可观测性分析[J]. 中国激光, 2018, 45(1): 0101004

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