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2.2.4 惯性导航系统误差

对惯性导航系统的工作原理进行分析时,一般被视作理想化系统。但事实上,惯性器件在生产、制作过程中都存在一定的误差,并且在系统的安装与调试过程中也会产生误差。这些误差被分为以下几种[24]

(1)传感器误差

该误差主要指加速度计和陀螺仪的误差,包含静态误差和动态误差两种。陀螺仪误差包括陀螺仪的零偏不稳定性造成的误差以及陀螺仪的尺度因子不对称带来的误差;加速度计误差包括零偏误差、刻度系数误差以及尺度因子不稳定误差等。

(2)安装误差

理想状态下,惯性导航系统中加速度计与陀螺仪的敏感轴与载体坐标系的正交轴完全重合。但实际安装过程中,惯性器件的敏感轴与载体坐标系的正交轴并不是完全重合的,因此产生误差,如陀螺仪输出角速度与敏感轴真实角速度之间的误差、陀螺仪和加速度计敏感轴构成的非正交坐标系的误差等。

(3)初始条件误差

系统导航过程中,为了精确确定所有导航参数,必须对载体所处的位置、速度进行初始化及对初始姿态进行对准。初始位置、速度及姿态对准一般是人工测量后输入的,存在误差。

(4)计算误差

计算误差包括模拟信号转化为数字信号的量化误差、参数设置误差、计算过程中数据的截断误差及四舍五入误差,以及惯性系统导航过程中的转动不可交换的误差等。

(5)载体运动干扰误差

运动干扰主要是载体飞行过程中晃动对惯性器件造成的干扰,如工作在阻尼状态时载体的加速度对系统产生的干扰等。