惯性测量组件动态误差补偿

　　0 概 述

　　由于捷联惯导系统中的惯性敏感元件直接固连在载体上，当考核系统的动态精度时，动态误差是捷联惯导的主要误差源之一，陀螺仪动态误差模型系数的辨识精度直接影响系统的导航精度。在补偿静态误差的基础上，对主要惯性测量组件陀螺仪进行动态测试，建立起动态误差模型，进而进行实时补偿，对提高系统精度具有十分重要的意义。

　　通常，陀螺仪的动态误差系数标定试验有恒速试验和角振动试验。其中恒速试验只能标定出与角速度有关的动态误差系数，而用于标定角加速度的角振动试验却需要专门的角振动台。本文尝试一种在三轴转台上实施正交三轴匀角速率试验计划，该试验可以不需要角振动台等专用测试设备，只利用三轴转台的匀角速率功能，在三轴同时施加独立的匀角速率以激励出交变的角速率和角加速度，作为动力调谐陀螺仪的输入来辨识其动态误差模型系数，从而对惯性测量组件动态误差进行较好的补偿。

　　1 动态误差模型

　　在对静态误差进行标定和补偿后，十分需要对系统的动态误差系数进行标定。这里采用目前广泛应用且具有高精度的动态误差数学模型为

　　式中

　 为沿X,Y,Z 轴动态误差总的漂移速率;

　　2 常用动态误差系数标定试验

　　(1)倾斜转动试验+ 单轴角振动试验试验首先使用“45”度和“225”度倾斜转动试验标定出不等惯量误差系数，然后使用对转台单轴施加一角加速度，以此来标定角加速度误差系数项[ 3 ]，试验程序简易示意图如图1 和2 所示，具体试验步骤为：

　　①转台回到初始北西天位置，将转台绕中框轴反向转动45度，使IMU的Y轴处于水平面内，X，Z轴分别与水平面的夹角为45 度，然后转台绕外框轴分别以 正向转动，转一周，记录数据。

　　②转台绕中框轴反向转动225 度(在45 度倾斜试验位置的基础上绕中框轴再转180 度)，同样，外框以常值角速度 转动一周，记录数据。

　　③使IMU的X轴处于水平面内，Y，Z轴均与水平面夹角为45 度，然后转台绕外框轴分别以 正向转动，转一周，记录数据;

　　④将转台绕内框轴转动180 度，然后转台绕外框轴分别以 正向转动，转一周，记录数据。

　　⑤分别使X,Y,Z 指天，剩下其他两轴在水平面内，施加一正向等角加速度。

　　(2 )恒定速率比匀角速率试验

　　将惯性导航仪装在三轴转台上，在转台的三个正交轴上同时输入不同的均匀角速率，经过坐标变换后惯导系统的陀螺坐标系各轴敏感到的角速度分量为正余弦形式的交变角速度，这样就能够激发出陀螺的动态误差。