惯性导航系统涉及的误差源主要有：初始化误差、惯性元器件误差和计算误差   鼎湖路灯维修车出租, 鼎湖路灯维修车租赁, 鼎湖路灯维修车  初始化误差主要指位置、速度初始值中包含的误差以及初始对准误差；惯性元器件误差，又称惯性敏感器误差，指加速度计和陀螺的测量误差；计算误差主要来源于惯性导航方程近似和受限制的迭代频率。惯性导航系统的误差一步步的向下传播，从而导致总误差随时间迅速累积。此外，载体运动也会影响INS的误差传播，这一点可由惯性导航误差方程推知。完全确定INS误差传播关系是一个复杂的问题。惯性导航误差方程，在有些文献中也被称为惯性导航误差传播方程，能够从一定程度上描述INS的误差传播关系。不少文献对惯性导航误差方程进行了详细推导，但也有文献未经推导直接给出。对他们的惯性导航误差方程进行比较可发现，形式上不尽相同，导致差异的主要原因除了坐标系及姿态角定义不同外，还在于对参数误差的定义不同。对参数误差定义为真实值减去预测更新值(或为INS推算值)；对参数误差定义为预测更新值与相应的真实值之差，或为INS推算值减去真实值。此外，这些文献在姿态角误差(姿态失准角)的定义上也有不同(因为姿态较为特殊)。当需要将INS与PPP进行组合时，还需要顾及PPP滤波模型中参数误差是如何定义的，这样才能准确的建立紧组合的状态方程与观测方程，并能进行恰当的误差改正与补偿。基于以上考虑，本文认为有必要重新推导惯性导航误差方程，明晰误差量的定义及它们间的关系。

      对于位置误差、速度误差分别采用如下两式进行定义，er、ev分别表示位置、速度的真实值(经误差改正后，该值可对应于紧组合滤波解算中的量测更新值)；er、ev分别表示INS推算得到的位置、速度，其中符号~表示INS推算值(即等价于紧组合滤波解算中的预测更新值)，是含有误差的量。此处的定义与泰勒展开中对于误差量的定义是一致的，即与本文二文PPP滤波模型中待估参数的误差定义是一致的(在泰勒展开中，参数误差定义为真实值x减去泰勒展开点处的近似值0x，即0xxx)。需要特别注意的是，姿态失准角的定义和处理均比较特殊，请具体参考下文中姿态误差方程推导过程中的描述。除了需要明确参数误差外，还需确切定义加速度计与陀螺输出误差。下面两式给出了加速度计和陀螺输出值的主要误差构成： bibf表示加速度计实际输出的比力；bibω表示陀螺实际输出的角速度；bibf、bibω则是对应的真实值；下标a、g分别指代加速度计和陀螺；ab、gb分别表示载体坐标系(b系)下的加速度计和陀螺的常值零偏；aS、gS分别表示加速度计和陀螺的标度因数系数阵；aM、gM分别表示加速度计和陀螺的交叉耦合误差系数阵。对于本文所用战术级INS，可不考虑标度因数和交叉耦合误差。那么，上两式可以简化为：定义加速度计与陀螺的输出误差为观测值减去真值。十分明显且值得注意，观测值输出误差定义与上文参数误差定义恰好相反，这是因为它们是两种不同类型的量。bibf和bibω分别表示加速度计和陀螺的输出误差，它等于常值零偏与观测噪声之和。下文将依次推导姿态误差方程、速度误差方程和位置误差方程。不同文献中的推导方法各异(泰勒展开法、差分法、微分法等)，但本质相同。推导前先引入三个公式，它们会在推导过程中被用到。

    鼎湖路灯维修车出租, 鼎湖路灯维修车租赁, 鼎湖路灯维修车 http://www.foshandiaolanchechuzu.com/

     可以对惯性导航的误差传播特性进行分析。若以当地水平坐标系作为导航坐标系并推导出相应的误差方程，将更方便分析惯导误差传播特性。但是，我们仍可根据式(3.60)作出如下分析：速度误差与姿态失准角之间是通过比力联系的。其中，水平失准角与天向比力有关，而方位失准角与水平比力有关。对于车载应用场景，由于重力加速度的存在，天向比力较大；而水平比力通常不大并且持续时间短(除非载体长时间加速大机动)。所以方位失准角可观测性差，即航向角的估计效果要差于俯仰角和横滚角。下面文节中的实际算例，将会证实这一理论分析。 与单独的PPP不同，在PPP/INS紧组合中，除了使用消电离层伪距和相位观测值外，还要使用消电离层多普勒观测值，这是因为多普勒观测值能提供载体速度的观测信息，除了用来更新INS推算速度外，还可以提高系统可观测性.

    (5)常值零偏的反馈补偿在PPP/INS紧组合滤波解算中，本文对常值零偏进行了反馈补偿。但是，具体如何对常值零偏进行反馈补偿，未见有文献进行严格推导。此处就要推导出确切的反馈补偿公式。若将所估计的常值零偏对陀螺和加速度计的输出进行补偿，经常值零偏补偿后的陀螺和加速度计输出分别为：ab、gb分别表示加速度计和陀螺的常值零偏的预测更新值；bibf、bibω分别表示经常值零偏补偿后的加速度计与陀螺输出。根据输出误差定义，经常值零偏补偿后的输出误差应为：在PPP/INS紧组合滤波解算中，加速度计和陀螺的常值零偏是待估参数，根据参数误差定义，加速度计和陀螺的常值零偏误差。可得经常值零偏补偿后的加速度计和陀螺输出误差可推得常值零偏误差改正公式，二者需要配合使用。对INS状态方程进行状态参数扩充，便可得到模糊度固定解PPP/INS紧组合的状态方程。值得说明的是，上述状态方程有别于一些文献，主要原因有：①在惯性导航误差方程的推导中，误差定义不同，这一点已在前文叙述；②对于加速度计与陀螺零偏的建模方法不同，本文将它们建模为常数，故而称它们为常值零偏，有些文献将它们建模成一阶高斯-马尔科夫过程，甚至还考虑了标度因数和交叉耦合等误差项；③本文考虑了常值零偏的反馈补偿，并进行了详细推导；④本文忽略了与位置误差有关的重力误差项。

      小结本文选取地心地固坐标系作为导航坐标系。因此，本文重点研究的也是地心地固坐标系下的惯性导航相关理论算法：首先阐述了坐标系及姿态角的定义，其后分析了地心地固坐标系下的惯性导航解算，着重推导了惯性导航误差方程，并得到了INS状态方程。最终实现了一套自洽的符号、定义及约定体系。尽管本文进行了详细的理论推导，但是推导结果是否正确？一种有效的验证方法就是先对理论模型编程实现，然后对仿真或实测数据进行解算和结果分析，从而发现推导正确与否。事实上，作者习惯在编程实现后，先解算真值精确已知的仿真数据，来验证理论模型与算法，然后再解算实测数据，进一步进行验证。仿照本文思路，还可推导出含标度因数和交叉耦合误差的INS状态方程，这可以作为本文后续工作。

    鼎湖路灯维修车出租, 鼎湖路灯维修车租赁, 鼎湖路灯维修车