基于IMU体对角线旋转的双轴旋转方案

来源：系统工程与电子技术杂志2023年第8期北京时间：

作者：查峰, 位秋硕, 何泓洋, 李豹

单位：海军工程大学电气工程学院, 湖北 武汉 430033

摘要：旋转调制技术可以有效降低惯导系统的导航误差，但目前常规旋转惯导系统的机械结构无法更进一步提升误差调制效果。基于惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)体对角线安装结构，提出了一种改进的双轴旋转方案。方案选取IMU 3个正交惯性器件的体对角线为水平旋转轴，与该轴正交的旋转轴为垂向旋转轴。通过改变水平和垂向旋转轴的旋转速度、方向和次序实现双轴旋转。由于旋转轴与惯性器件均不同向，在旋转的任意时刻，3个方向的惯性器件误差均得到了调制。首先，建立了基于体对角线旋转方案的数学模型，在此基础上推导了坐标变换关系与误差方程，得到了误差传播特性，验证了改进方案的优势。最后，进行了系统综合误差的仿真校验。在相同误差条件下，系统位置误差由传统方案的0.418 9海里/120小时减小到0.120 7海里/120小时，验证了改进方案抑制误差的有效性。

关键词：旋转惯性导航系统,旋转方案,误差补偿,双轴旋转

基金资助：国家自然科学基金(42176195);国家自然科学基金(61503404)