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摘要：针对传递对准过程中存在的动态挠曲变形的问题，本文提出了一种“量测失准角+速度”匹配的快速传递对准方法。通过将动态挠曲变形模型的相关变量引入到传递对准状态方程中，从而降低动态挠曲变形对传递对准精度的影响。仿真结果表明，该方法有效降低了动态挠曲变形对传递对准精度的影响，满足传递对准的高精度和快速性要求。
关键词：传递对准；动态挠曲变形；“量测失准角+速度”匹配
中图分类号：V448.23；TJ765.3
文献标识码：A
文章编号：1673-5048（2015）01-0028-03
0 引言
传递对准是指载体航行时，载体上需要对准的子惯导利用已对准好的主惯导信息进行对准的一种方法。在传递对准研究中，为了体现某一特定匹配方法的有效性，通常不考虑载体挠曲变形的影响，认为载体是一绝对的刚体，而在实际中这种假设是不成立的。
挠曲变形是指机翼本身并非刚体，在外力和外力矩、气动载荷、湍流的作用下产生变形和结构振动的现象。这些现象对传递对准的精度影响相当大，必须在方程编排中予以考虑。载体在飞行过程中的挠曲变形主要有两种：一种是在机动动作时产生的挠性慢变形；另一种是载体内部振源或阵风等使载体产生的振动变形。如果忽略载体的挠曲变形，利用卡尔曼滤波进行状态估计时就不用考虑挠曲变形角，从而减少滤波器的维数。但这种近似在载体振幅较大时，产生的误差较大。因此本文将在考虑载体挠曲变形的基础上对传递对准进行进一步研究。
2 仿真实验
通过仿真实验，对引入动态挠曲变形的传递对准方法的性能进行评估。设仿真飞行时间为50s，飞行轨迹由轨迹发生器产生，飞行过程中机动动作如图2所示，主要为爬升和摇翼；仿真初始位置为：北纬40°，东经120.05°，高度1000m；飞机的初始速度为东向速度100m/s，北向速度100m/s，天向速度0m/s；初始姿态角为：俯仰角0°，滚转角0°，偏航角-45°；采用的子惯导的陀螺常值漂移为10（°）/h，加表的常值偏置为5mg。设初始时刻，主、子惯导间的安装误差角分别为2°，1.5°，1°，载体动态挠曲变形相关时间τx=60s，τy=80s，τz=70s，二阶马尔可夫过程方差σ2i=0.1rad2/s4（i=x，y，z）。
仿真结果如图1～3和表1所示。
从图1中可以看出，不补偿挠曲变形角时，用“量测失准角+速度”匹配方式估计出来的姿态角误差很大，姿态角估计误差分别为0.32°，0.15°，0.3°，姿态角估计精度太差，不能满足传递对准的高精度和快速性的要求；补偿挠曲变形角时，用“量测失准角+速度”匹配方式估计出来的姿态角误差很小，相对于不补偿挠曲变形角时有明显提高，姿态角估计误差分别为-0.02°，-0.01°，-0.01°，姿态角估计精度很高，完全满足传递对准算法的高精度和快速性要求。而由图3可以看出，本方法可以对挠曲变形角进行有效估计。因此，说明该方法对载体在传递对准过程中存在的动态挠曲变形有很好的抑制作用。
3 小结
本文给出了一种在考虑动态挠曲变形时的传递对准匹配算法，通过将动态挠曲变形模型的相关变量引入状态变量中，对载体机动过程中存在的动态挠曲变形角加以估计和补偿。由仿真实验可以看出，该算法对动态挠曲变形有很好的抑制作用，可满足传递对准的高精度和快速性的要求。
关键词：传递对准；动态挠曲变形；“量测失准角+速度”匹配
中图分类号：V448.23；TJ765.3
文献标识码：A
文章编号：1673-5048（2015）01-0028-03
0 引言
传递对准是指载体航行时，载体上需要对准的子惯导利用已对准好的主惯导信息进行对准的一种方法。在传递对准研究中，为了体现某一特定匹配方法的有效性，通常不考虑载体挠曲变形的影响，认为载体是一绝对的刚体，而在实际中这种假设是不成立的。
挠曲变形是指机翼本身并非刚体，在外力和外力矩、气动载荷、湍流的作用下产生变形和结构振动的现象。这些现象对传递对准的精度影响相当大，必须在方程编排中予以考虑。载体在飞行过程中的挠曲变形主要有两种：一种是在机动动作时产生的挠性慢变形；另一种是载体内部振源或阵风等使载体产生的振动变形。如果忽略载体的挠曲变形，利用卡尔曼滤波进行状态估计时就不用考虑挠曲变形角，从而减少滤波器的维数。但这种近似在载体振幅较大时，产生的误差较大。因此本文将在考虑载体挠曲变形的基础上对传递对准进行进一步研究。
2 仿真实验
通过仿真实验，对引入动态挠曲变形的传递对准方法的性能进行评估。设仿真飞行时间为50s，飞行轨迹由轨迹发生器产生，飞行过程中机动动作如图2所示，主要为爬升和摇翼；仿真初始位置为：北纬40°，东经120.05°，高度1000m；飞机的初始速度为东向速度100m/s，北向速度100m/s，天向速度0m/s；初始姿态角为：俯仰角0°，滚转角0°，偏航角-45°；采用的子惯导的陀螺常值漂移为10（°）/h，加表的常值偏置为5mg。设初始时刻，主、子惯导间的安装误差角分别为2°，1.5°，1°，载体动态挠曲变形相关时间τx=60s，τy=80s，τz=70s，二阶马尔可夫过程方差σ2i=0.1rad2/s4（i=x，y，z）。
仿真结果如图1～3和表1所示。
从图1中可以看出，不补偿挠曲变形角时，用“量测失准角+速度”匹配方式估计出来的姿态角误差很大，姿态角估计误差分别为0.32°，0.15°，0.3°，姿态角估计精度太差，不能满足传递对准的高精度和快速性的要求；补偿挠曲变形角时，用“量测失准角+速度”匹配方式估计出来的姿态角误差很小，相对于不补偿挠曲变形角时有明显提高，姿态角估计误差分别为-0.02°，-0.01°，-0.01°，姿态角估计精度很高，完全满足传递对准算法的高精度和快速性要求。而由图3可以看出，本方法可以对挠曲变形角进行有效估计。因此，说明该方法对载体在传递对准过程中存在的动态挠曲变形有很好的抑制作用。
3 小结
本文给出了一种在考虑动态挠曲变形时的传递对准匹配算法，通过将动态挠曲变形模型的相关变量引入状态变量中，对载体机动过程中存在的动态挠曲变形角加以估计和补偿。由仿真实验可以看出，该算法对动态挠曲变形有很好的抑制作用，可满足传递对准的高精度和快速性的要求。