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A320飞机惯性导航系统校准分析与维护

θ=Ｕｙ/（Ｋｙ·ｇ）

(2)利用横向加速度计测量飞机的倾斜角

与上同理，飞机停在地面上，倾斜角为γ、俯仰角为0时，重力加速度ｇ沿飞机横轴的分量ｇ·sinγ被横向加速度计敏感到，输出信号Ｕｘ

则Ｕｘ＝Ｋｘ·ｇ·sinγ（Ｋｘ为横向加速度计比例系数）。

当倾斜角γ很小时，sinγ≈γ（γ单位为弧度）。

γ=Ｕｘ/（Ｋｘ·ｇ)

当飞机既有俯仰又有倾斜时，用上述公式测得的俯仰角为飞机真实俯仰角，测得的倾斜角为飞机非真实倾斜角（真实俯仰角为飞机纵轴与水平面之间的夹角，非真实倾斜角为飞机横轴与水平面之间的夹角）。

30秒后，飞机的俯仰角和倾斜角被计算出来，正、副驾驶位的PFD上姿态旗消失，飞机符号及空地球出现，俯仰、倾斜刻度及指示被显示。

2.陀螺-罗盘（或方位角）处理及水平精校准

此阶段至少需要9分30秒，主要用于测量飞机的真航向角，并使用地球自转角速度的垂直分量计算出飞机所在处的纬度。

(1)真航向角的测定

假定飞机停在地面上，俯仰角、倾斜角均为0，真航向角为Ψ，飞机所在处纬度为Φ。

由于飞机停在地面上，随地球一起自转，其自转角速度等于地球自转角速度ωｅ（ωｅ为15度/小时），ωe在飞机所在处水平面上的水平分量ωｅ·cosΦ在当地地垂线上的垂直分量为ωｅ·sinΦ。水平分量ωｅ·cosΦ又可以分解为沿飞机纵轴的分量ωｅ·cosΦ·cosΨ和沿飞机横轴的分量ωｅ·cosΦ·sinΨ这二个分量分别被纵向陀螺及横向陀螺所敏感，输出信号Ｖｙ和Ｖｘ

则Ｖｙ＝Ｌｙ·ωｙ＝Ｌｙ·ωｅ·cosΦ·cosΨ

Ｖｘ＝Ｌｘ·ωｘ＝Ｌｘ·ωｅ·cosΦ·sinΨ

(Ｌｙ为纵向陀螺比例系数、Ｌｘ为横向陀螺比例系数）。

Ｖｘ/Ｖｙ＝Ｌｘ/Ｌｙ·tgΨ

Ψ＝arctg[(Vx·Ｌｙ)/(Ｖｙ·Ｌｘ)]

(2)飞机所在处纬度的测定

由上可知，垂直分量ωｅ·sinΦ可被垂直陀螺敏感到，输出信号ＶＺ

则ＶＺ＝ＬＺ·ωｅ·sinΦ（ＬＺ为垂直陀螺比例系数）

Φｃａｌ＝arcsin[ＶＺ/(ＬＺ．ωｅ)]

考虑到飞机停放时，θ、γ不一定为零，故上述所得Ψ、Φｃａｌ为近似值。此外，在以上计算飞机θ、γ、Ψ和Φｃａｌ值时，没有考虑激光陀螺和加速度计的误差，也没有考虑到校准时飞机的动态干扰，如风、装卸货物的震动等因素，因此计算值精度不高，应作进一步修正。

激光陀螺和加速度计的误差对系统精度至关重要，目前一般利用现代控制理论中的卡尔曼滤波技术对激光陀螺和加速度计进行误差处理和补偿，以达到精校准所需要的精度要求。

3.输入位置数据处理

在正常校准中，飞机所在处的经纬度位置可从CDU或多功能控制显示组件（MCDU）上输入。正常校准约5分钟后，真航向角被测定出来，如果此时已输入飞机有效的经纬度位置，则机长和副驾驶位的PFD、ND（导航显示器）上航向旗消失，航向标尺和航向指示符出现。

系统接收到有效的经纬度位置后，内部软件即执行BITETEST（机内自测试），用以检查输入的经纬度位置（Φｅｎｔ、δｅｎｔ）是否在上次断电时系统记录的最后经纬度位置（Φｒｅｃ、δｒｅｃ）所允许的范围之内。

系统进行的BITETEST主要包括以下三项：

(1)3+3Ｔ测试

人工输入的飞机经纬度位置与系统记录的最后位置之间的径向距离不得超过3+3Ｔ海里（Ｔ为上一航班系统导航方式的工作时间）；

(2)输入的经纬度值与系统记录的经纬度值的比较；

要求：|Φｅｎｔ－Φｒｅｃ|≤1°，｜δｅｎｔ－δｒｅｃ｜≤1°；

(3)计算纬度值与输入纬度值的比较

要求：|Φｃａｌ－Φｅｎｔ|≤0.5°。

如果上述三项测试均能通过，则人工输入的经纬度值被系统接收，10分钟后校准结束，CDU上ALIGN灯灭，系统进入导航工作方式。

系统在校准过程中，有时会出现CDU上ALIGN灯闪亮的现象，这不是系统故障的表现，通常可能有以下三种原因造成：一是系统在校准过程中出现差错，此时关掉相应的IR，重新校准即可；二是接通IR后，10分钟内一直未输入飞机的经纬度位置，此时PFD和ND上航向旗不消失，航向标尺及航向指示符不出现，在CDU或MCDU上输入飞机有效的经纬度位置后，ALIGN灯灭，系统进入导航方式；三是人工输入的经纬度位置与系统记录的最后位置相差太大，无法通过BITETEST，此时PFD和ND上航向旗不消失，航向标尺及航向指示符也不出现，这有可能是系统在上次航班导航方式中积累误差太大，或者是飞机断电后被移动了机位，此时，只需再次输入飞机所在处的经纬度位置，系统确认此位置为飞机目前的正确