陀螺仪误差模型
MEMS陀螺仪对捷联惯导系统的姿态误差产生直接影响,其主要表现是MEMS陀螺仪固定常值漂移、陀螺仪的安装误差对陀螺仪的影响,其误差模型形式和其它陀螺误差模型形式类似。由于MEMS陀螺仪的精度相对比较差,每小时达到几十度每秒的漂移,可以忽略交叉二次项,由此可得基于MEMS器件的捷联惯导系统中MEMS陀螺仪的误差模型方程为:
Wx=ωx0+Ex1ωx+Exyωy+Exzωz+D1xαx+D2xαy+D3xαz+ξx
Wy=ωy0+Ey1ωy+Eyxωx+Eyzωz+D1yαx+D2yαy+D3yαz+ξy (3.1)
Wz=ωz0+Ez1ωz+Ezxωx+Ezyωy+D1zαx+D2zαy+D3zαz+ξz
式中,
Wx、Wy、Wz—— 分别为弹体轴X、Y、Z陀螺角速度实际测量值。单位:°/s;
ωx0、ωy0、ωz0 —— 分别为弹体轴X、Y、Z向陀螺的常值漂移。单位:°/s;
ωx、ωy、ωz —— 分别为弹体轴X、Y、Z陀螺角速度理论值。单位:°/s;
αx、αy、αz—— 分别为弹体轴X、Y、Z加速度理论值。单位:g;
Ex1、Ey1、Ez1——分别为弹体轴X、Y、Z向陀螺标度因子;
Exy、Exz分别表示为飞行器绕弹体坐标系Y轴和Z轴旋转时对陀螺仪X轴向输出影响的系数,为安装误差。它主要是由于陀螺仪的Y轴和Z轴对X轴的不垂直而造成的;
Exy、Ezy分别表示为飞行器绕弹体坐标系X轴和Z轴旋转时对陀螺仪Y轴向输出影响的系数,为安装误差。它主要是由于陀螺仪的X轴和Z轴对Y轴的不垂直而造成的;
Exz、Eyz分别表示为飞行器绕弹体坐标系X轴和Y轴旋转时对陀螺仪Z轴向输出影响的系数,为安装误差。它主要是由于陀螺仪的X轴和Y轴对Z轴的不垂直而造成的;
D1x、D1y、D1z——分别为陀螺三通道受X轴向的视加速度的影响造成的漂移系数。单位:(°/s)/g;
D2x、D2y、D2z——分别为陀螺三通道受Y轴向的视加速度的影响造成的漂移系数。单位:(LSB/s)/g;
D3x、D3y、D3z——分别为陀螺三通道受Z轴向的视加速度的影响造成的漂移系数。单位:(°/s)/g;
ξx、ξy、ξz——为随机漂移,是不可知的因素造成的测量误差。
由于重力分量对MEMS陀螺仪输出影响不大,因此可以忽略与加速度有关的各个系数,在实验中,可以简化MEMS陀螺仪的误差模型:
Wx=ωx0+Ex1ωx+Exyωy+Exzωz+ξx
Wy=ωy0+Ey1ωy+Eyxωx+Eyzωz+ξy
Wz=ωz0+Ez1ωz+Ezxωx+Ezyωy+ξz