双轴旋转惯导系统误差分析及传播特性

"双轴旋转惯导系统误差传播特性分析* (2012年)" 本文主要探讨了双轴旋转惯导系统（Dual-Axis Inertial Navigation System, 简称DARINS）的误差传播特性。在惯性导航系统中，误差分析是至关重要的，因为它直接影响到系统的导航精度和可靠性。作者首先对双轴旋转惯导系统的误差方程进行了详细的推导，这是分析误差传播特性的基础。 误差方程在系统理论中扮演着关键角色，它们描述了各种误差源如何随着时间的推移影响系统的性能。作者通过特征值判据证明了误差方程在李雅普诺夫意义下的稳定性。李雅普诺夫稳定性理论是一种用于分析动态系统稳定性的数学工具，这里的应用表明，尽管存在误差，但双轴旋转惯导系统的整体行为在一定条件下是稳定的。 为了更深入地理解误差传播，作者设计并提出了一种合理的十六次序转位方案。这种转位方案可能是为了优化系统的误差校正过程，通过特定的旋转顺序来减小或控制误差的累积。接着，建立了一个研究误差传播特性的方法，这为后续的仿真和分析提供了框架。 文章中还模拟了四种常见的误差因素对导航性能的影响：初始对准误差角、陀螺常值漂移、陀螺安装误差以及陀螺标度因数误差。这些仿真结果显示，这些误差因素与导航误差之间存在线性关系，并且遵循叠加原则，即每种误差的影响可以独立计算，然后相加得到总误差。 具体来说，初始对准误差角、陀螺常值漂移和陀螺安装误差会导致导航姿态、速度和纬度的常值误差和振荡误差，但这些误差不会导致积累效应，意味着如果这些误差在一定范围内，系统可以保持相对准确的短期导航。然而，陀螺标度因数误差则会导致导航经度误差的积累和发散，这是由于标度因数误差会影响到陀螺测量角速度的准确性，进而影响位置解算的长期精度。 这篇论文为双轴旋转惯导系统的误差分析提供了一套全面的方法，对于理解和改进这类系统的性能具有重要意义。通过识别和量化各种误差源，可以采取措施减少这些误差，提高惯导系统的导航精度和可靠性。这对于航空航天、航海和军事等领域的应用至关重要。