旋转光纤捷联惯导系统误差调制与建模技术研究

"这篇论文研究了旋转光纤捷联惯性导航系统（RFSINS）中的误差调制与建模技术，旨在提高SINS（ Strapdown Inertial Navigation System）的导航精度并降低成本。作者赖际舟、刘建业等来自南京航空航天大学自动化工程学院导航研究中心。" 在现代科技中，光纤捷联惯性导航系统（FSINS）基于光纤陀螺仪，被广泛应用于各个领域。FSINS的导航精度主要由其惯性测量单元（IMU）的性能决定，IMU包括三个光纤陀螺仪和三个加速度计。与传统的FSINS不同，本文提出了一种新型构型——旋转光纤捷联惯性导航系统（RFSINS）。RFSINS通过在旋转盘上正交放置两个中精度的光纤陀螺，同时第三个高精度的光纤陀螺，用于感应方向角速度，并不固定在旋转盘上。 该创新方案的目的是通过旋转盘来调制和抑制IMU的误差，从而显著提升惯性导航系统的精度。旋转运动能够有效地平均和抵消陀螺仪和加速度计的随机误差，这主要是由于旋转引起的科里奥利效应和地球自转的影响。通过对这些误差进行调制，可以减少漂移，提高长期导航稳定性。 论文中可能详细探讨了以下几点： 1. **误差源分析**：详细阐述了光纤陀螺和加速度计的主要误差来源，如热噪声、随机漂移、初始偏置误差等。 2. **误差调制机制**：解释了如何通过旋转盘的运动来改变和调制这些误差，可能涉及到了科里奥利效应的数学模型以及误差动态变化的理论分析。 3. **建模过程**：介绍了建立RFSINS动态模型的方法，可能包括陀螺仪和加速度计误差模型、旋转运动模型以及导航解算算法的改进。 4. **实验验证**：可能通过模拟或实验证明了RFSINS的性能提升，对比了传统FSINS和RFSINS在不同条件下的导航误差。 5. **成本效益分析**：讨论了通过采用RFSINS实现精度提升的同时降低成本的可能性，可能是通过减少高精度组件的使用来实现的。 这项研究对惯性导航系统的发展具有重要意义，不仅提高了导航精度，而且为降低成本提供了新的思路。对于航空航天、军事应用、自动驾驶车辆以及海洋导航等领域，这样的技术进步无疑将带来更可靠和经济的导航解决方案。