加权平均法在gfsins角速度解算中的应用..doc

:100l一506X(200912—2934—04加权平均法在GFSINS角速度解算中的应用郝燕玲,刘志平(哈尔滨2r_程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001摘要:针对积分法带来快速误差积累以及开方法存在大量开方运算和符号误判等问题,提出了将加权平均法应用到无陀螺捷联惯导系统(gyrofreestrapdowninertialnavigationsystem,GFSINS角速度解算中的新方法。基于一种改进的九加速度计配置方式,推导了两种传统角速度解算方法;采用基于多元统计理论的加权平均法,将积分法和开方法得到的两组角速度通过选择最优权数进行有效数据融合,得到一组误差更小的角速度。仿真结果表明,此方法不仅能消除迭代误差,。关键词:无陀螺捷联惯导系统}角速度解算;加权平均法,加速度计;积分法;开方法中图分类号::AApplicationofweightedaveragemethodonangularvelocitycalculationofGFSINSHAOYan-ling,LIUZhi—ping(。HarbinEngineeringUniv.,Harbin150001,ChinaAbstract:umulationerrorandtheextrae—tionalgorithmmaybringsignestimationerrorandamassofextractioncalculation,anewmethodofangularvelocitycalculationbasedontheweightedaveragemethodisputforwardintheGFSINS(-acceterometerconfigurationscheme,twokindsoftraditionalcalcu——statistictheo—ry,twogroupsofangularvelocitygotbyintegralalgorithmandextractionalgorithmareeffectivelyfusedbyselectingoptimumweight,—tiveerrorisavoidedbythenewmethod,paredwithextractionalgorithm,thecalculationpreci—:gyrofreestrapdowninertialnavigationsystem;angularvelocitycalculation;weightedaveragemethod;accelerometer;integralalgorithm;extractionalgorithm0引言无陀螺捷联惯导系统(91Jrofreestrapdowninertialnavi—gationsystem,GFSINS是一种不用陀螺而采用加速度计来完成惯性测量与导航任务的导航系统[1。2]。相比于有陀螺的捷联惯导系统,它具有抗冲击、低功耗、低成本、可靠性高、动态范围大等优点。但同时也有缺点,如角速度信息是从加速度计输出的比力信号中解算出的,其计算误差随时间积累较快,且计算量大。角速度的解算精度是至关重要的,它直接影响着整个导航系统的精度。因此,如何得到更加精准的角速度值,是GFSINS中的一个热点研究课题。近年来,多传感器数据融合技术发展迅速,在各个领域得到了广泛的应用。特别地,一些学者将其应用到了GFSINS角速度解算中∞…,在某种程度上,确实大大地提高了系统的解算精度。本文根据数据融合的发展状况,在一种改进的九加速度计配置方式基础上,采用基于多元统计理论的加权平均法,将两种传统角速度解算方法(积分法和开方法得到的角速度进行数据融合,有效地抑制了计算误差,提高了角速度解算精度,为GFSINS实用化奠定了理论基础。l改进的九加速度计配置方式为了说明载体