星敏感器辅助的捷联光纤航姿误差在线估计方法研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.04.012

兵工学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (4): 509-515.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.04.012

星敏感器辅助的捷联光纤航姿误差在线估计方法研究

郑振宇^1,2，高延滨¹，何昆鹏¹，侯建军²

（1.哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨 150001； 2.海军大连舰艇学院，辽宁大连 116018）

收稿日期:2013-06-18 修回日期:2013-06-18 上线日期:2014-05-26
通讯作者: 郑振宇 E-mail:babyzzyang@sina.com
作者简介:郑振宇（1979—），男，工程师，博士研究生
基金资助:
科技部国际合作项目（2010DFR80140）；国家科技支撑计划项目（2012BAH36B03）

Online Error Estimation of Fiber-optic Gyroscope Strapdown Attitude and Heading Reference System Aided by Star Sensors

ZHENG Zhen-yu^1,2, GAO Yan-bin¹， HE Kun-peng¹， HOU Jian-jun²

(1.College of Automation，Harbin Engineering University，Harbin 150001，Heilongjiang，China；2.Dalian Navy Academy，Dalian 116018，Liaoning，China)

Received:2013-06-18 Revised:2013-06-18 Online:2014-05-26
Contact: ZHENG Zhen-yu E-mail:babyzzyang@sina.com

摘要/Abstract

摘要： 提出了一种基于星敏感器辅助的舰载光纤捷联航姿系统（SAHRS）误差在线估计方法，以初始时刻舰船惯性坐标系为参考系，直接以星敏感器输出惯性姿态为基准，估计陀螺仪的常值漂移；在舰船系泊状态下，以重力矢量在惯性空间的投影为基准，利用比力的积分量构建观测值，估计加速度计零偏。该方法无需拆卸系统，陀螺与加速度计误差估计完全分离，估计收敛速度快、实时性好。仿真结果表明：该方法可实现在静止基座和摇摆基座条件下捷联航姿陀螺仪常值漂移及水平加速度计零偏的在线估计，估计精度分别优于0.02°/h和50 μg.

关键词: 控制科学与技术, 在线标定, 光纤陀螺, 捷联航姿基准系统, 星敏感器

Abstract: An online error estimating method for shipborne strapdown attitude and heading reference system aided by star sensor is proposed. The constant drift of gyro can be estimated by taking the inertial attitude provided by star sensors as a reference. The zero bias of accelerometer can be estimated by taking the integral quantity of specific force as observed value and the projection of gravity on inertial space as reference. The method needs no disassembly of system, which is well suitable for online calibration. The method allows the complete division of error estimations of gyro and accelerometer, which meets the requirement of real time system. Computer simulation shows that the method can be used to evaluate the constant drift of fiber-optic gyro（FOG）and the zero bias of horizontal accelerometer in strapdown attitude and heading reference system（SAHRS）online with the evaluated accuracy of 0.02°/h and 50 μg, respectively.

Key words: control science and technology, online error estimation, fiber-optic gyroscope, strapdown attitude and heading reference system, star sensor

中图分类号:

U666.1

郑振宇，高延滨，何昆鹏，侯建军. 星敏感器辅助的捷联光纤航姿误差在线估计方法研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(4): 509-515.

ZHENG Zhen-yu, GAO Yan-bin， HE Kun-peng， HOU Jian-jun. Online Error Estimation of Fiber-optic Gyroscope Strapdown Attitude and Heading Reference System Aided by Star Sensors[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(4): 509-515.

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