2012年旋转捷联惯导系统误差补偿原理与典型方案深度解析

本文档深入探讨了旋转捷联惯导系统的基本原理及其在提升导航精度方面的关键策略。旋转捷联惯导系统利用旋转调制误差补偿技术，针对陀螺仪和加速度计的漂移误差进行调制处理。这种技术的主要原理是将惯性元件的误差转换成周期性变化，通过导航解算的积分运算过程，这些误差会在计算过程中自然被抵消，从而提高系统的稳定性。 文章首先回顾了惯导系统的优势，包括自主性、全面导航信息提供、抗干扰能力和宽泛的适用条件，尽管如此，其定位误差累积问题一直是挑战。为了克服这一问题，误差补偿和提高惯性元件精度是常见的解决方案。旋转调制误差补偿因其成本效益和快速效果而受到青睐，尤其适用于光学陀螺捷联惯导系统，因为光学陀螺具有动态范围宽、标度因子线性度好以及低机电干扰的优点，非常适合这种技术的应用。 然而，尽管国外在舰船导航领域已经成功应用了基于旋转调制的高精度捷联惯导系统，如美国的MK39和MK49系列，国内的研究仍面临光学陀螺精度相对较低的挑战，这限制了该技术的广泛应用。文中详述了旋转捷联惯导误差补偿的实施机制，即通过周期性地调整姿态矩阵，使系统能够在转动周期内动态抵消缓慢变化的误差，这对于保持导航系统的精确度至关重要。 本文通过理论分析和仿真研究了几种典型的IMU旋转方案，旨在验证旋转调制误差补偿的有效性和比较不同旋转方案的性能特点。这样的分析对于设计和优化实际应用中的旋转捷联惯导系统具有重要意义，同时也为我国在该领域的进一步研发提供了有价值的参考依据。这篇文章对于理解旋转捷联惯导系统的工作原理、误差补偿方法以及如何选择合适的旋转方案，对于提升导航系统的稳定性和精度具有深刻的指导意义。