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，對于運動速度很高的載體就不夠精確；計算地球曲 率半徑時也是將地球的幾何形狀近似為地球參考橢球體。但是對于中等 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。慣性元件的誤差慣性敏感元件(陀螺儀和加速度計)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，常常這項誤差約占系統(tǒng)誤差的90%左右。初始值誤差整個固定指北

2、解析式慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本方程中有七個微分方程需要初始條 件。確定初始條件時產(chǎn)生的誤差為初始值誤差，亦即初始對準(zhǔn)誤差。它 們是慣性平臺初始誤差角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)初始對準(zhǔn)誤差，它將在系統(tǒng)中傳播，因此對 初始對準(zhǔn)誤差應(yīng)嚴(yán)加限制。計算機(jī)的算法誤差 捷聯(lián)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集Z后的工作全由計算機(jī)承擔(dān)。捷聯(lián)矩陣即時修正中需要采用近似的方法求解微分方程，這會引入算法誤差。另外，計算 機(jī)資源是有限的，為了同時保證系統(tǒng)的速度和精度，實際計算時都是采 用有限項級數(shù)，而把高階項截去，這樣就會引入算法上的截斷誤差。但

3、由于算法誤差在很人程度上可由程序設(shè)計者控制，通常將這項誤差限制 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)計來提高慣性儀表的精度，會大大提高系統(tǒng)的成本， 而且在加工、制造和調(diào)試時的難度也會增人。而使用軟件的方法則不會 存在這方面的問題。因此，利用軟件補(bǔ)償來提高實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安裝的偏離角光纖陀螺加速度計安裝謀差角偏離角（。）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，但是在實驗室目前現(xiàn)有的 情況下很難達(dá)到這個要求，而且即使達(dá)到了安裝精度，系統(tǒng)總會存在一 些安裝誤差，所以通過試驗的方法準(zhǔn)確地測出安裝誤差角，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)加速度計精度為

5、10Tg，光纖陀螺精度為0. 01 /h時，要求加速度計偏離角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,加速度計零偏為0

6、.002g,初始北向速度誤差為Ws,初始對準(zhǔn)方位誤差 為1 mrad.仿真時長為4小時，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對于工作時間較短的導(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，因而可以單獨考盤慣導(dǎo)系統(tǒng)在北向、東向與垂直通道的誤差傳播。下面 針對中短時間導(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 誤差源對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。可以看出， 東向陀螺儀零偏產(chǎn)生的位置誤差包括一個疊加了舒勒震蕩的傾斜誤是使其產(chǎn)生一個 隨時間積累的誤差，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。可見該位置誤差包含 了一個二次項，并且疊加了一個舒勒震蕩，振蕩分量的相對幅值較小，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加速度計零偏引起的北向位置誤差時間曲線假設(shè)加速度計殘余零偏為0.1 mgo圖4.6給出的是加速度計零偏引起的北向位 置誤差曲線?？梢姡@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)?，計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間曲線為如，計算可得最大位置誤差為806m通過前一章中介紹的標(biāo)定實驗，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