系统级标定提升捷联惯导系统精度：误差参数与卡尔曼滤波技术综述

本文档探讨了捷联惯导系统复杂误差参数的系统级标定方法，这一主题在导航领域具有重要意义。惯性测量单元（IMU）作为捷联惯导的核心组成部分，由激光陀螺和石英挠性加速度计构成，它们的精度直接影响系统的定位性能。传统标定方法包括分立式标定，通过高精度转台提供稳定的参考坐标，但这种方法受转台精度限制且成本较高。 系统级标定则是一种更为先进的技术，它利用导航解算过程中的误差来估计和补偿各种误差参数，如标度因数误差、零偏、安装角误差等，从而摆脱了转台精度的依赖。研究文献提供了多种标定路径设计，如18位置方案和25位置转动编排，这些设计旨在增强误差传递的独立性和可观测性。例如，刘冰等人采用高阶卡尔曼滤波算法，石文峰则设计了十位置的标定路径，同时考虑了内杆臂效应和加速度计的二次项误差。 内杆臂效应是由于IMU质心与加速度计敏感质心不一致导致的，这会导致导航误差，特别是在温度变化时，石英挠性加速度计的工作特性随温度改变，标定参数可能需要动态调整。因此，系统级标定不仅要处理常规的误差项，还需考虑到温度对加速度计性能的影响，以实现更精确的标定。 本文档深入剖析了卡尔曼滤波器在系统级标定中的关键作用，通过构建误差模型和传播方程，能够实时更新和估计误差参数，确保在实际应用中提供稳定且高精度的导航服务。系统级标定方法是提升捷联惯导系统性能的关键技术，对于提高导航系统的可靠性、精度和经济性具有重大价值。