通过可观性分析比较惯导系统转移对准方法

本文主要探讨了捷联惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）转移对准算法在不同环境中的性能比较，通过对观测性分析的深入探讨。作者Wei Gao、Zhilan Xiong、Yanling Hao和Feng Sun来自哈尔滨工业大学自动化学院和哈尔滨工程大学电气工程与自动化学院，他们的研究地点位于中国黑龙江省哈尔滨市。 标题"Comparison of INS Transfer Alignments through Observability Analysis"明确指出了研究的核心内容，即通过观测性分析来比较传统的速度匹配算法和快速速度和姿态匹配算法在转移对准过程中的效率。转移对准是一种常见的INS校准方法，它利用另一台精确的INS数据来快速调整目标INS的初始状态，包括姿态和位置。 文章首先指出，在先前的研究中，虽然转移对准技术在许多情况下表现出色，但并不是所有情况下都能保证所有算法的有效性。这表明了在不同的环境条件下，如恒速机动或摆动机动、加速度机动等，不同的算法可能有不同的表现。 理论分析部分，论文揭示了为什么在恒速机动时，速度匹配算法能够准确估计方位偏移（azimuth misalignment），这是因为速度信息在恒速情况下相对稳定，更容易提取和匹配。然而，速度和姿态匹配算法在此类情况下可能受限，因为同时需要处理速度和姿态两个变量，可能面临更大的不确定性。 接着，文章进一步深入分析了摆动机动和加速度机动对观测性的影响。这两种机动可能导致测量噪声增加，降低系统的可观测性，从而影响到算法的精度和稳定性。通过对这些机动的影响进行量化，研究者旨在找到优化转移对准策略的方法，以提高在各种动态条件下的性能。 总结来说，本文的主要贡献在于通过观测性分析，对比并解释了速度匹配算法和速度/姿态匹配算法在不同机动条件下的优缺点，这对于实际应用中的INS系统设计和优化具有重要的指导意义，特别是在复杂运动环境中确保系统的精确性和鲁棒性。对于任何关注INS技术或对导航系统性能优化感兴趣的读者，这篇文章提供了一个有价值的理论框架和实践参考。