、 、 及 为陀螺随机漂移, 假设 , , 可控制在0.002°以内。
4.2机械误差
机械误差主要指加速度计和陀螺仪的安装误差以及转位误差。
a 安装误差
理想情况下,平台坐标系重现了地平坐标系,垂直陀螺H轴沿地垂线方向。实际上由于安装误差的存在,至使垂直陀螺H轴偏离地垂线,相当于产生了调平误差角。经过分析由(4-3)可得其所引起的寻北误差函数如下:
(4-5)
可见调平误差所引起的寻北误差是纬度及方位角的函数,且由于调平误差的存在,使得陀螺与g一次方有关的漂移误差对系统的寻北精度产生了影响。实际上,加速度计的零偏是引起水平误差的主要因素,假设陀螺输出与g 有关项系数 、 , ,加速度计的零偏稳定性为 , 可得 最大值为0.003°.
b转位误差
当转位机构存在定位误差 时,平台从0°位置转动180°时不能精确到位,显然 将引起 、 的测量误差,经推导可得其所引起的测量误差:
(4-6)
(4-7)
由(4-3)可得寻北误差
(4-8)
可见,转位系统的定位误差所引起的寻北误差是一个常数。如果 =1',则所造成的寻北误差 约为0.008°。因此,当转位误差控制在一个小量范围内,其对寻北精度的影响很小。
4.3物理量误差
惯性平台快速寻北时,其解算方程为:
(4-9)
可以看出,与解析式寻北仪不同,在补偿了调平误差后,并忽略小量因素影响下,计算方位角不需要引入纬度L、重力加速度g等物理参数,寻北精度与纬度等物理因素误差无关,可不予考虑。
综上所述,寻北误差在0.02°以内,由于挠性陀螺平台系统的航向效应及陀螺主轴的非正交性误差影响,在不同的角度寻北时航向漂移量会出现不同,将对寻北精度产生影响,实际试验中寻北精度达不到0.02°,下面就行进试验验证。
5 试验验证
试验结果如表1所示:
表1 寻北结果统计:
参考值 |
试验结果 (均值) |
差值 |
均方根 |
精度 |
0 o |
0.0012 o |
0.0012 o |
0.0307 o |
0.0319 o |
45 o |
44.9830 o |
0.0170 o |
0.0245 o |
0.0415 o |
90 o |
89.9446 o |
0.0554 o |
0.0310 o |
0.0864 o |
135 o |
134.9804 o |
0.0196 o |
0.0269 o |
0.0465 o |
180 o |
179.9886 o |
0.0114 o |
0.0201 o |
0.0315 o |
225 o |
225.0245 o |
0.0245 o |
0.0252 o |
0.0497 o |
270 o |
270.0097 o |
0.0097 o |
0.0279 o |
0.0376 o |
315 o |
315.0050 o |
0.0050 o |
0.0181 o |
0.0231 o |
精度 |
统计值 0.0864 o |
其中,每个位置寻北结果的寻北误差 , 为第i位置上 测量误差, 为第i位置上 的多次测量的均值, 为第i位置上方位角 的真值,取各位置寻北误差最大值作为寻北精度。
试验结果表明,惯性平台快速寻北方法寻北时间4分钟,寻北精度达到6′。惯性平台陀螺罗经寻北与寻北仪寻北没有原理差别,都是通过测量地球自转角速率解算初始方位角。惯性平台快速寻北方法的实质是惯性平台的捷联用法,吸取捷联式寻北的优点,综合平台的优点,达到惯性平台快速寻北的目的。
【参考文献】
[1] 卜继军等. 陀螺寻北仪二位置寻北方案. 中国惯性技术学报, 2002, 10 (3)
[2] 龙文强,秦继荣. 基于DSP和FPGA的挠性陀螺数字力反馈回路的设计. 电脑开发与应用,2006.
[3] 缪玲娟, 陈家斌. 动调陀螺寻北系统及其误差分析. 北京理工大学学报,1997.
3/3 首页 上一页 1 2 3 |