基于旋转IMU的捷联惯导系统自补偿技术研究的任务书

基于旋转IMU的捷联惯导系统自补偿技术研究的任务书一、研究背景与意义捷联惯导系统（InertialNavigationSystem,INS）是一种利用惯性测量单元对运动物体的加速度和角速度进行测量，并利用这些测量值计算出物体相对于初始姿态的运动状态和位置的导航系统。它具有不依赖外部信息源、测量精度高、水下、地下、室内、城市峡谷等GPS等星载导航系统无法覆盖的特点。在捷联惯导系统的研究和应用中，IMU（InertialMeasurementUnit）是最重要的组成部分之一。由于IMU存在旋转误差，导致捷联惯导系统的导航精度受到很大的影响，因此需要采用自补偿技术来消除旋转误差，提高导航精度。传统的IMU自补偿技术中，主要是采用陀螺仪校正方法来解决旋转误差问题，但该方法对IMU的零漂要求非常高，同时还受到了温度等环境因素的影响，因此需要寻求一种更加可靠、有效的旋转IMU自补偿技术。二、研究内容本课题将重点研究基于旋转IMU的捷联惯导系统自补偿技术，具体内容包括：1.基于旋转IMU的导航原理分析2.旋转IMU误差模型建立和误差特性研究3.基于卡尔曼滤波的旋转IMU自补偿算法设计4.仿真验证和实际数据测试5.精度分析和性能评估三、研究方案1.研究基础理论知识，分析IMU的旋转误差问题，制定研究计划和方案。2.设计并制作旋转IMU实验平台，进行实验数据采集。3.建立旋转IMU误差模型，研究IMU旋转误差的特性。4.分析传统IMU自补偿技术的优缺点，设计基于卡尔曼滤波的旋转IMU自补偿算法。5.对算法进行仿真验证和实际数据测试，分析其精度和性能。6.根据测试结果进行分析，总结旋转IMU自补偿技术的优缺点，并提出进一步改进方案。四、研究成果预期1.建立基于旋转IMU的导航原理和误差模型，深入分析旋转IMU旋转误差的特性。2.开发基于卡尔曼滤波的旋转IMU自补偿算法，并进行仿真验证和实际数据测试。3.分析算法的精度和性能，并对该技术的优缺点进行总结。4.提出进一步改进方案，为后续研究和应用提供参考。五、参考文献1.ZhangYun-Liang,etal.ResearchontheAnalysisandCompensationofInertialNavigationSystemError[J].ChineseJournalofAeronautics,2012,25(5):541-551.2.GuoYing,etal.ResearchonRotationErrorCompensationMethodofStrapdownInertialNavigationSystem[J].JournalofInstrumentation,2015,36(1):92-98.3.LiuYong-Jian,etal.StudyontheCompensationofRotationalErrorofInertialNavigationSystem[J].ScienceTechnologyandEngineering,2018,18(12):20-24.4.WeiJiang,etal.ANovelStrapdownInertialNavigationSystemwithHigh-AccuracyAttitudeM