外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析.pdf

第４９卷　 第９期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ９ 　 　 ２０ １７年９月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｅｐ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６０９００５ 　 　 　 　 　 　 外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析 １ １ ２ １ １ 姜述强 ，刘繁明 ，魏风梅 ，张　 强 ，黄　 磊 （１．哈尔滨工程大学 自动化学院，哈尔滨 １５０００１；２．哈尔滨学院工学院，哈尔滨 １５００８６） 摘　 要：捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度，然而计程仪（位于船底部）和捷联惯导系统（位于罗经室） 之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差． 为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响，推导了船舶纵 摇、横摇、转弯情况下，外杆臂效应导致的速度误差表达式，同时，建立了速度误差与罗经对准误差角之间的关系，进一步推得 外杆臂效应速度误差对于罗经对准的影响． 理论分析与仿真表明：外杆臂效应会引起罗经对准水平和方位对准误差，该误差 与摇摆和转弯的幅度，外杆臂的长度构成递增关系． 关键词：捷联惯性导航系统；动基座；罗经对准；计程仪；外杆臂效应 － － － 中图分类号：Ｕ６６６．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０９ ０１７４ ０８ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｏｕｔｓｉｄｅ ｌｅｖｅｒ⁃ａｒｍ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｇｙｒｏｃｏｍｐａｓｓ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ａ ｍａｒｉｎｅ ｓｔｒａｐｄｏｗｎ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ １ １ ２ １ １ ＪＩＡＮＧ Ｓｈｕｑｉａｎｇ ，ＬＩＵ Ｆａｎｍｉｎｇ ，ＷＥＩ Ｆｅｎｇｍｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉａｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｌｅｉ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００８６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｔｒａｐｄｏｗｎｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ （ＩＮＳ）ｒｅｑｕｉｒｅｓｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖｅｌｏｃｉｔｙｆｏｒｍａｌｏｇ ｄｕｒｉｎｇ ｉｎ⁃ｍｏｔｉｏｎ ｇｙｒｏｃｏｍｐａｓｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ． Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅｌｅｖｅｒ ａｒｍ ｅｘｉｓｔｓｓｉｎｃｅｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆ ｔｈｅｌｏｇ （ｌｏｃａｔｅｄ ｏｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ａ ｓｈｉｐ） ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒａｐｄｏｗｎ ＩＮＳ （ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｓｓ ｃａｂｉｎ） ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｌｅａｄ ｔｏ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｔｈａｔ ａｒｅｂｒｏｕｇｈｔ ｉｎｔｏ ｇｙｒｏｃｏｍｐａｓｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｏｕｔｅｒ ｌｅｖｅｒ⁃ ａｒｍ ｏｎ