先进导航技术第三讲惯导系统的误差分析与指标分配
先进导航技术 第三讲 惯导系统的误差分析与指标分配
一、引言1.误差分析的目的是完成项目可行性研究、误差分配和指标确定；2.误差分配的前提是需求分析，需求应清晰、完整、合理（物理概念要清楚，验收方法要明确）：3.误差分配是总体方案的重要组成部分，要按配套关系逐级分解，反复迭代，形成完整的指标体系，切忌层层加码4.对不同的项目需求应有不同的指标要求；5.解决误差分配中重大分歧的三原则：一对影响系统全局的部件关键指标要强调技术攻关：一在指标分配时可将技术难度分散：要从总体方案上想办法
1. 误差分析的目的是完成项目可行性研究、误差分配和指标 确定； 2. 误差分配的前提是需求分析,需求应清晰、完整、合理 (物理概念要清楚，验收方法要明确) ; 3. 误差分配是总体方案的重要组成部分, 要按配套关系逐级 分解，反复迭代，形成完整的指标体系, 切忌层层加码; 4. 对不同的项目需求应有不同的指标要求; 5 . 解决误差分配中重大分歧的三原则： 一、引言 — 对影响系统全局的部件关键指标要强调技术攻关； — 在指标分配时可将技术难度分散； — 要从总体方案上想办法
二、基本误差分析1.研究对象>以机载惯导系统作为研究对象，其思路可推广至其它场合；主要指标：定位精度：1~2涅/小时（CEP）；姿态精度：1'（1o）、航向精度6（1o）；速度精度（东向、北向）：1~2米/秒（1）：准备时间：5~8分；典型任务时间：2~4小时。一般考核第一小时的定位精度，但误差分析和指标分配要按6小时考虑
二、基本误差分析 1. 研究对象 ➢ 以机载惯导系统作为研究对象，其思路可推广至其它 场合； ➢ 主要指标： ➢ 一般考核第一小时的定位精度，但误差分析和指标分 配要按6小时考虑。 ◆ 定位精度：1~2 浬/小时（CEP）； ◆ 姿态精度: （1σ）、航向精度 （1σ） ； ◆ 速度精度（东向、北向）: 1~2 米/秒（1σ）； ◆ 准备时间：5~8 分； ◆ 典型任务时间：2~4 小时。 1 6
惯导系统误差方块图0ASASAeDIR一月一10.co50.Cossin一月日日日SAD:V.R·cosoRtan@
惯导系统误差方块图 S N 1 S 1 g g S 1 S 1 S 1 R 1 2 cos cos + R VE ie ie sin R cos 1 tan z x N z y Z x x ay VN Z VE − SN SE Z VN VE x Z − y S 1 S 1 y － － － － x a R 1 R 1
二、基本误差分析(续)2. △V。造成的影响（1）仅考虑舒拉振荡AVVOAV, =AVyo -cos o,tsinot0若△V=1米/秒，ASSymax=800米考虑长周期后：2.10007505002500-250-500-750-10002.500.51.52X104
二、基本误差分析（续） （1）仅考虑舒拉振荡 （2）考虑长周期后： 0 sin y y s s V S t = 0 cos = V V t y y s max 800 y S 0 1 若 = Vy 米/秒， 米 2. V0 造成的影响
二、基本误差分析（续）3、△α的影响（1）仅考虑舒拉振荡.Rsinot,s(l-cos o,t)0g=637米若Aa=5×10-g，ASymax考虑长周期后8006004002000-200200.51.52.5KX104
二、基本误差分析（续） （1）仅考虑舒拉振荡 （2）考虑长周期后 sin (1 cos ) y y y s y s s a a R V t S t g = = − ， 5 a g S y y 5 10 637 max − 若 = = ， 米 3 、 a 的影响
二、基本误差分析（续）4、△,的影响（1）仅考虑舒拉振荡AV,=RAs (1-cos0t),AS,=RA(t-sino.t)0若△g=0.01°/小时，R△为1.15公里/小时（2）考虑长周期后60004000300020001000D00.51.522.57X104
二、基本误差分析（续） 4 、 x 的影响 （1）仅考虑舒拉振荡 （2）考虑长周期后 = − Vy x s R (1 cos , t) 1 ( sin ) y x s s S t t R = − 若 = 0.01/小时, x R x 为1.15公里/小时
二、基本误差分析（续）5、关于长周期振荡在误差框图中忽略舒拉振荡后，可得如下简化框图ASASAR·cosO·OF1R&,RApOF/cos1EaSERa·sinpsAD. VN二阶振荡回路的固有频率のF=の+Rcoso当V=0时，のF=0e，系统呈现24小时振荡当V>O时，振荡周期减小；VE<0时，振荡周期增加
二、基本误差分析（续） Rcos VE F = e + 5、关于长周期振荡 在误差框图中忽略舒拉振荡后，可得如下简化框图： 二阶振荡回路的固有频率 当 VE = 0时， F =e ，系统呈现24小时振荡 当 VE 0时，振荡周期减小；VE 0时，振荡周期增加。 1 s cos R F 1 s 1 R / cos F z z R x N S sin R e 1 s z N V VE E S
斤(续）二、基本误差分析6、 △d=。 的影响假定A6,=0，在忽略舒拉振荡条件下：Apo-(Rcosp·o.+V, coso,t)Ad.RcosP·OFV>0时,0:V0,0VE=300米/秒VE=-300米/秒200040015003001000200500100004026610121012O2468X104X104
二、基本误差分析（续） 0 VE 6、 的影响 假定 ，在忽略舒拉振荡条件下： 时， x z N = 0 VE 0 0 0 ; 0, z z VE z z z0 ( cos cos ) cos 0 R V t R e E F F z z + =
二、基本误差分析 (续)AS = -A,l/ in o,!S -2(1-coso,1)0QF△S max 发生在195分,ASNmax=-3.898公里ASEmx发生在390分，ASEmx=-2.658公里该估算值与精确仿真结果很接近4000ASASN20001000-2000-20004000-3000024681012426810120X10*X104要说明若VE=0V=则ASE=V△0若V=300米/秒，△S，每小时增长1.8公里
二、基本误差分析（续） (1 cos ) 2 0 t V S F F z E Z E − = − 该估算值与精确仿真结果很接近 S N S E SN max 发生在195分， SN max = −3.898公 里 要说明若 VE = 0,VN =V , SE VN z0 = SE max 发生在390分， SE max = −2.658公 里 ，则 若 = 300米/秒, VN SE每小时增长1.8公里。 t V S F F z E N sin 0 = −