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计算机仿真的惯性器件误差对飞行轨迹的影响评估(原创)

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       惯性导航过程中,导航精度在很大程度上依赖于所采用的惯性器件的误差水平,同时,这些误差对导航精度的影响又有两种方式:一种是实时误差对于当时的导航精度的影响,那么这种实时性的误差是会因为多个器件同时工作而部分抵消掉,在实际外场实验中很难验证是否是因为某个器件引起导航偏差;另一种是累积误差,也就是一个器件的误差在导航全过程中对导航精度产生累积性的效应,例如因为温度或器件本身的安装而引起的误差这种一般情况下保持为正值或负值的误差。正是因为误差来源的不确定性和相互之间的耦合关系,使得在导航精度分析中,通过外场飞行实验难以找到导致误差偏离要求或者是使误差减小瓶颈的因素。

       在这种情况下,计算机仿真可以在很大程度上找到产生误差的主导因素,因为我们可以控制其它无关误差为0,而取某一要考察的器件进行仿真飞行,以取得该器件性能对于导航精度整体的作用。

        以ADI公司的三轴加速度计ADXL337为例,它的温飘水平为±0.01%/°C,敏感度为300mV/g即在在标称电压VS = 3 V下工作时,加速度计会产生最大每摄氏度0.03mV/g的温飘。在仿真中,我们可以取U[i]为第i个误差项,分别取+0.03mV/g,-0.03mV/g,在仿真系统中进行运算,求取相关结果。每种器件误差都会产生一个导航误差的最大值及最小值,单靠这些计算值也可以在一定程度上说明器件对整体导航系统的影响。

       要说明的是,误差传递的另一个主要因素是导航算法的编制及计算方法,单纯的硬件误差分析虽然不考虑导航算法的问题,但在仿真中却必须采用一种算法,所以计算结果仅能作为一个参考值,若要取得更为详细的分析结果,仿真中必须采用飞行器实际应用的导航算法。