捷联惯导系统的误差源主要来自以下几方面

1、捷联惯导系统的误差源主要来自以下几方面：数学模型的近似引起的误差在系统建模的过程中，我们采用了很多近似，例如作为惯导基本方程基 础的牛顿第二定律，对于运动速度很高的载体就不够精确；计算地球曲 率半径时也是将地球的几何形状近似为地球参考椭球体。但是对于中等 精度的捷联惯导系统，由于数学模型的近似性所造成的系统误差可以忽 略不计。惯性元件的误差惯性敏感元件(陀螺仪和加速度计)由于原理、加工、安装工艺的不完善 等均可造成敏感元件输出的误差，从而导致系统误差。相应的体现在惯 性器件的零偏、标度因数误差以及器件安装误差上。这些误差比较难控 制，常常这项误差约占系统误差的90%左右。初始值误差整个固定指北

2、解析式惯导系统的基本方程中有七个微分方程需要初始条 件。确定初始条件时产生的误差为初始值误差，亦即初始对准误差。它 们是惯性平台初始误差角5、Bo、Yo。东向、北向初始速度乞0 和。，初始经纬度入。、(Po的误差。这个初始值是由惯导系统初始 校准精度所决定。一旦出现初始对准误差，它将在系统中传播，因此对 初始对准误差应严加限制。计算机的算法误差 捷联系统中数据采集Z后的工作全由计算机承担。捷联矩阵即时修正中需要采用近似的方法求解微分方程，这会引入算法误差。另外，计算 机资源是有限的，为了同时保证系统的速度和精度，实际计算时都是采 用有限项级数，而把高阶项截去，这样就会引入算法上的截断误差。但

3、由于算法误差在很人程度上可由程序设计者控制，通常将这项误差限制 在系统误差的10%左右。为了提高惯性仪表的精度，可以从硬件和软件两方面着手改进。但是， 单靠改进仪表的设计来提高惯性仪表的精度，会大大提高系统的成本， 而且在加工、制造和调试时的难度也会增人。而使用软件的方法则不会 存在这方面的问题。因此，利用软件补偿来提高实际使用精度成为一条 可行的途径。表3 - 4光纤陀螺和加速度计安装的偏离角光纤陀螺加速度计安装谋差角偏离角（。）安较误差角偏离角（ ）Eh0.0065180.373482E逆-0.017255-0.988674-0.001480-0.084787E。寸4).000207-0.

4、011854E叩-0.006980-0.399912E酥0.0128170.734374E绅0.000046%0.002610E护-0.001135-0.065045E产0.0018990.108817Eg0.0017110.0980210.0035290.202177E刊-0.0008700Z2-0.049840消除安装误差的根本办法还是提高安装精度，但是在实验室目前现有的 情况下很难达到这个要求，而且即使达到了安装精度，系统总会存在一 些安装误差，所以通过试验的方法准确地测出安装误差角，然后用软件 算法进行补偿是一种行之有效的方法。一般惯性元件的精度与安装误差是相互制约的，当加速度计精度为

5、10Tg，光纤陀螺精度为0. 01 /h时，要求加速度计偏离角W3”，陀螺偏离角W3”| f I1 -，宜 一 i 平L I .|7000万确0兑的孕方根欢5000火蝶很军曾水平分仕4000-/ -KOO/1_L_ 一2000 卜/一/，11/H他谡爸，100001 -1000 *1.S Ume/h29 33.5 40 0.6图4.9光纤捷联惯导系统单通道误差传播数，再结合本节介绍的误差分析方法，我们就能从理论分析出该系统的综合性 能，用来判断由所选器件构成的系统能否达到设计要求。仿真中参数设定如下：水平方向陀螺仪零偏为14.26-/A,陀螺仪垂直分量的零 偏为14.17VA,加速度计零偏为0

6、.002g,初始北向速度误差为Ws,初始对准方位误差 为1 mrad.仿真时长为4小时，结果如图4.9所示.可以看出，系统误差主要来自陀 螺零偏的水平分量。根据(4-20)可以求出平均速度误差为441m/5o对于工作时间较短的导航系统，傅科蔑荡和地球震荡在很多应用中可以忽略 不计，因而可以单独考盘惯导系统在北向、东向与垂直通道的误差传播。下面 针对中短时间导航环境下，研究了惯导系统误差在北向通道的传播，并得出各个 误差源对位置误差的彩响方式和大小：(1)作用在东向轴线的角速率零偏(叫)引起的北向位置误差(叭)为&厂心一沁(4-19)121.5 2 54.40.5 /Q _ 1t00.511.5

7、2 ZS 3一35陀螺仪零偏水平分量引起的北向位置误差时间曲 线其中，心为地球半径，他为舒勒振荡角频率。假设给定陀螺仪的残余零偏为 0.01/几图4.4给出的是陀螺仪零偏水平分量引起的北向位置误差曲线。可以看出， 东向陀螺仪零偏产生的位置误差包括一个叠加了舒勒震荡的倾斜误是使其产生一个 随时间积累的误差，其位置误差增加的速度为心叫。图中平均速度误差大约为 0.3092 加 /。(2)陀螺仪零偏垂言分童(叫)引起的位置误差为 九二麻cosl-竽曾叫(4-20)其中A = Q + vf/?0cosAo假设系统挣止，位于纬度为45。处，且陀螺仪零偏为 图4.5给出的是陀螺仪零偏垂直分量引起的北向位置

8、误差曲线。可见该位置误差包含 了一个二次项，并且叠加了一个舒勒震荡，振荡分量的相对幅值较小，因此在图中 不太突出。这种谋差传播随纬度而变化。平均加速度误差为麻cosub q图中平均加 速度误差为0.00016m/?,-小时后速度误差可积累值0.58m/5,位置溟差约为1036m.timWh,；5陀螺仪零偏垂直分量引起的北向位置误差时间曲线作用在北向通道的有效加速度零偏（%）导致的位置误差为1.4time/h图4.6加速度计零偏引起的北向位置误差时间曲线假设加速度计残余零偏为0.1 mgo图4.6给出的是加速度计零偏引起的北向位 置误差曲线。可见，这类误差也受到舒勒回路的调制，其最大位置误差为牛

9、，则其 引起的最大位登吴差约为637m，最大速度误差约为0.8加s。(4)航向误差(轨)导致的位置误差为 .c . sin (DA c“8XN = Rq Acos A t2-总人(4-22)00.511522533.54图4 7初始方位误差引起的北向位置误差时间曲线假设系统静止，位于纬度为45。处，方位误差为1加加。图4.7给出的是初始 方位误差引起的北向位置误差曲线。可以看出，该误差源引起的位置 误差包括一叠 加在倾斜误差上的舒勒震荡，平均速度误差为凡斤cos 总人，计算可得平均速度误差为 0.33/S。(4-23)(5)初始北向速度误差(内加)引起的位置误差 singf 二假设5*0为5小 图4.8给出的是初始速度误差引起的北向位置误差曲线可以看出，初始速度误差受到舒勒回路的调制，其产生的最大位置误差.844.2O.2 o o o o-O4 050.51.525352tamafh图4.8初始速度误差引起的北向位置误差时间曲线为如，计算可得最大位置误差为806m通过前一章中介绍的标定实验，我们可以获得惯性器件的相关性能参80007000总的平方根诫垩6000time/h图49光纤捷联惯导系统单通道误差传播仿真中参数设定如下