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双轴旋转惯导系统误差自标定技术研究
双轴旋转惯导系统误差自标定技术研究
摘要：
惯性导航系统是一种基于机械加速度计和陀螺仪的导航技术，通过测量物体的加速度和角速度来确定其位置、速度和朝向。然而，双轴旋转惯导系统在实际使用中存在着误差问题，这些误差会导致导航系统的精度下降。因此，为了提高双轴旋转惯导系统的导航精度，研究误差自标定技术是非常必要的。
本文首先介绍了双轴旋转惯导系统的结构和工作原理。然后，详细讨论了双轴旋转惯导系统中的误差来源，包括加速度计的偏差误差、陀螺仪的漂移误差以及传感器的非线性误差等。接下来，针对这些误差问题，提出了一种自标定技术，用于自动校准双轴旋转惯导系统中的误差。
本文提出的自标定技术基于扰动观测器理论，通过对系统的输出信号进行监测和分析，估计系统中的误差参数，并自动校正。具体来说，通过对系统施加一定的扰动信号，观察系统输出的响应，并利用扰动观测器来估计误差参数。然后，根据估计的误差参数，调整系统的参数，从而校准双轴旋转惯导系统中的误差。
为了验证自标定技术的有效性，设计了一个实验平台。通过对实验平台进行一系列实验，结果表明，自标定技术可以有效地校准双轴旋转惯导系统中的误差，并大幅度提高导航的精度。此外，本文还讨论了自标定技术的一些局限性，并提出了一些改进方向，以进一步提高双轴旋转惯导系统的自标定性能。
关键词：双轴旋转惯导系统；误差来源；误差自标定技术；扰动观测器
Abstract:
Inertialnavigationsystemisanavigationtechnologybasedonmechanicalaccelerometersandgyroscopes,whichdeterminestheposition,velocity,andorientationofobjectsbymeasuringtheiraccelerationandangularvelocity.However,thedual-axisrotationinertialsystemhaserrorproblemsinpracticaluse,whichcanleadtoadecreaseintheaccuracyofthenavigationsystem.Therefore,itisnecessarytostudyerrorself-calibrationtechniquestoimprovethenavigationaccuracyofthedual-axisrotationinertialsystem.
Thispaperfirstintroducesthestructureandworkingprincipleofthedual-axisrotationinertialsystem.Then,thesourcesoferrorsinthedual-axisrotationinertialsystemarediscussedindetail,includingthebiaserroroftheaccelerometer,thedrifterrorofthegyroscope,andthenonlinearityerrorofthesensors.Next,aself-calibrationtechniqueisproposedtoautomaticallycalibratetheerrorsinthedual-axisrotationinertialsystem.
Theself-calibrationtechniqueproposedinthispaperisbasedonthedisturbanceobservertheory,whichestimatestheerrorparametersinthesystembymonitoringandanalyzingtheoutputsignalsofthesystemandautomaticallycalibratesthem.Specifically,byapplyingcertaindisturbancesignalstothesystem,theresponseofthesystem'soutputisobserved,andtheerrorparametersareestimatedusingthedisturbanceobserver.Then,thesystemparametersareadjustedbasedontheestimatederrorparameterstocalibratetheerrorsinthedual-axisrotationinertialsystem.
Inordertoverifytheeffectivenessoftheself