导航坐标系捷联惯导系统旋转调制误差补偿分析

"这篇论文是2011年由王振桓、陈希军和曾庆双在《哈尔滨工程大学学报》上发表的，主题是关于基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制分析。研究目的在于提高长航时捷联惯导系统的导航精度，提出了一种新的旋转调制方法，旨在消除载体姿态变化对误差补偿的影响。通过对旋转式捷联惯导系统误差传播方程的推导，展示了旋转调制的误差补偿原理，并对比了基于导航坐标系和载体坐标系两种旋转调制方法的效果，最终通过仿真验证了基于导航坐标系旋转调制的优越性。" 本文关注的核心知识点： 1. **捷联惯导系统（ Strapdown Inertial Navigation System, SINS）**：捷联惯导系统是一种利用陀螺仪和加速度计来连续监测载体运动状态的导航系统，无需机械稳定平台，结构紧凑，适用于各种长时间运行的载体，如飞机、船舶等。 2. **旋转调制**：这是一种优化导航精度的技术，通过旋转机构调整系统的工作方式，以减少或消除误差源的影响。文中提出的方法是基于导航坐标系而非传统的载体坐标系进行调制。 3. **导航坐标系**：与载体坐标系相对，导航坐标系通常固定于地球参考系，保持不变，可以更准确地反映载体相对于地球的位置和姿态变化。 4. **误差补偿**：在惯性导航系统中，由于陀螺和加速度计的误差以及载体运动的影响，系统会产生累积误差。旋转调制的目的在于通过特定的运动模式减小这些误差。 5. **误差传播方程**：通过推导旋转式捷联惯导系统的误差传播方程，可以理解不同调制方法如何影响误差动态演变，从而评估其补偿效果。 6. **载体坐标系**：载体坐标系直接与载体的运动同步，随着载体的转动而变化，适用于描述载体的瞬时运动状态，但在长航时和大范围运动中可能增加误差积累。 7. **仿真验证**：论文通过计算机模拟仿真，比较了基于导航坐标系和载体坐标系的旋转调制方法，结果显示基于导航坐标系的方案在载体姿态变化时能更好地补偿误差。 8. **文献分类号和文章编号**：V249.3是中国图书馆分类号，表示该论文属于航天器制导、导航与控制技术领域；文献标识码A表示这是一篇学术研究论文。 这篇论文主要贡献在于提出了一种创新的旋转调制策略，该策略基于导航坐标系，能够在长航时的捷联惯导系统中显著提高导航精度，尤其是在载体姿态不断变化的情况下。通过理论分析和仿真验证，证明了这种方法的有效性和优势。