外桿臂效應(yīng)對(duì)于船用捷聯(lián)慣導(dǎo)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)影響分析

姜述強(qiáng)， 劉繁明， 魏風(fēng)梅， 張 強(qiáng)， 黃 磊

(1．哈爾濱工程大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院， 哈爾濱 150001; 2.哈爾濱學(xué)院 工學(xué)院， 哈爾濱 150086)

外桿臂效應(yīng)對(duì)于船用捷聯(lián)慣導(dǎo)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)影響分析

姜述強(qiáng)1， 劉繁明1， 魏風(fēng)梅2， 張 強(qiáng)1， 黃 磊1

(1．哈爾濱工程大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院， 哈爾濱 150001; 2.哈爾濱學(xué)院 工學(xué)院， 哈爾濱 150086)

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)中需要計(jì)程儀提供速度，然而計(jì)程儀(位于船底部)和捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(位于羅經(jīng)室)之間存在的外桿臂效應(yīng)使得計(jì)程儀提供的速度存在誤差. 為分析外桿臂效應(yīng)對(duì)動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)性能的影響，推導(dǎo)了船舶縱搖、橫搖、轉(zhuǎn)彎情況下，外桿臂效應(yīng)導(dǎo)致的速度誤差表達(dá)式，同時(shí)，建立了速度誤差與羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)誤差角之間的關(guān)系，進(jìn)一步推得外桿臂效應(yīng)速度誤差對(duì)于羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的影響. 理論分析與仿真表明：外桿臂效應(yīng)會(huì)引起羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)水平和方位對(duì)準(zhǔn)誤差，該誤差與搖擺和轉(zhuǎn)彎的幅度，外桿臂的長度構(gòu)成遞增關(guān)系.

捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)；動(dòng)基座；羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)；計(jì)程儀；外桿臂效應(yīng)

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)在靜基座上的應(yīng)用已經(jīng)成熟. 為了滿足船用捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)海上啟動(dòng)的需求，動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)已然已成為近年來導(dǎo)航領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[1]. 近年來，為了將經(jīng)典的羅經(jīng)回路對(duì)準(zhǔn)方法擴(kuò)展到動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)中，導(dǎo)航領(lǐng)域的研究人員作了大量的工作. 文獻(xiàn)[1]中，張義利用計(jì)程儀作為輔助導(dǎo)航設(shè)備，給出羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的速度和位置增量補(bǔ)償方案，即動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)方法. 文獻(xiàn)[2]中，徐博基于張義的研究成果，將逆向?qū)Ш浇馑阋氲絼?dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)中. 文獻(xiàn)[3]中，經(jīng)張俊提出了一種捷聯(lián)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)慣性傳感器輸出校正方法，此方法可以將因?yàn)檩d體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的陀螺和加速度計(jì)輸出信號(hào)濾除，完成動(dòng)基座下的羅經(jīng)自對(duì)準(zhǔn).

上述文獻(xiàn)都認(rèn)為計(jì)程儀提供的速度信息和捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的慣性測(cè)量組合(inertial measurement units, IMU)安裝位置處的速度信息一致. 實(shí)際上計(jì)程儀一般安裝于船底部，而捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)一般安裝在船重心處，兩者存在一定的安裝距離，即存在外桿臂效應(yīng)[4]. 外桿臂效應(yīng)將使得計(jì)程儀為捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)提供的速度信息存在誤差，進(jìn)而對(duì)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生影響. 本文針對(duì)船舶在直航和轉(zhuǎn)彎航行過程中，分析并推導(dǎo)了因外桿臂效應(yīng)而導(dǎo)致的IMU和計(jì)程儀之間速度誤差具體形式，然后分析了外桿臂效應(yīng)的速度誤差對(duì)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的影響，最后通過仿真與試驗(yàn)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證.

1 外桿臂效應(yīng)對(duì)計(jì)程儀測(cè)速影響分析

由于外桿臂效應(yīng)的存在，當(dāng)船體運(yùn)行時(shí)，計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)處速度與IMU安裝處的速度存在誤差(捷聯(lián)慣導(dǎo)應(yīng)以IMU安裝處的速度作為外參考速度進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算)，本章將分別對(duì)船體直線航行和轉(zhuǎn)彎航行時(shí)的測(cè)速誤差進(jìn)行分析.

1.1 船用捷聯(lián)慣導(dǎo)安裝位置

船載導(dǎo)航系統(tǒng)中捷聯(lián)慣導(dǎo)設(shè)備一般安裝在船體的后半部分，而與慣導(dǎo)系統(tǒng)相配合完成動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的計(jì)程儀安裝于船體的底部，本文采用電磁計(jì)程儀作為輔助測(cè)速設(shè)備，其通過水流敏感船體的艏艉向速度. 設(shè)載體坐標(biāo)系(b系)原點(diǎn)在IMU安裝處，水平坐標(biāo)軸分別指向船體右側(cè)和船體前方，另外一軸由原點(diǎn)指向船體上方. IMU的安裝位置和里程計(jì)的測(cè)速點(diǎn)的相對(duì)幾何關(guān)系在載體坐標(biāo)系下為

(1)

Δxb、Δyb和Δzb分別為3個(gè)方向上IMU和計(jì)程儀之間的安裝距離，如圖1所示.

(a)右視圖

(b)后視圖

船舶在航行過程中，會(huì)存在縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)，在此引入航向跟蹤坐標(biāo)系(s系)，其表示為：y軸隨航向轉(zhuǎn)動(dòng)的當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系，z軸與地理坐標(biāo)系的z軸重合. 二者之間關(guān)系如圖2所示.

將IMU和計(jì)程儀的安裝距離在航向跟蹤坐標(biāo)系中投影，得到

(2)

Δxs、Δys和Δzs分別表示航向跟蹤坐標(biāo)系中3個(gè)方向上IMU和計(jì)程儀之間的安裝距離，如圖3所示(其中船體的縱搖角為α，橫搖角為β).

圖2 坐標(biāo)系關(guān)系示意圖

(a)縱搖

(b)橫搖

Fig.3 Installation distance between IMU and Log under heading following frame of axes

這里

1.2 計(jì)程儀測(cè)速偏差分析

1.2.1 縱搖情況下的測(cè)速偏差分析

船舶存在縱搖時(shí)，縱搖中心O點(diǎn)在船體重心的延長線上[7]，如圖4所示，船體中IMU的縱搖半徑rIMU和計(jì)程儀的縱搖半徑r(船體發(fā)生縱搖時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所處弧形對(duì)應(yīng)的半徑)將會(huì)變得不一致.

圖4 船體縱搖示意圖

當(dāng)船體艏艉速度為vD并存在縱搖運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)程儀縱搖半徑r與IMU重心位置縱搖半徑rIMU會(huì)有偏差δr存在

δr=r-rIMU.

(3)

其中rIMU為船體行駛中IMU重心所在點(diǎn)的縱搖半徑. 可以計(jì)算出

(4)

式中L0為計(jì)程儀中心到船體縱搖中心的距離在載體坐標(biāo)系y軸方向的投影，船體縱搖時(shí)，船體速度相對(duì)載體坐標(biāo)系存在夾角α，計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)速度在載體坐標(biāo)系上表示為

(5)

(6)

根據(jù)圖4和式(4)、(5) ，得到IMU的重心位置的速率為

(7)

將IMU重心位置速度在載體坐標(biāo)系上表示為

(8)

所以船體縱搖時(shí)，外桿臂效應(yīng)引起的計(jì)程儀測(cè)速誤差為

(9)

1.2.2 橫搖情況下的測(cè)速誤差分析

船體產(chǎn)生橫搖時(shí)，船體的航向速度沒有發(fā)生改變，計(jì)程儀測(cè)量的船體艏艉速度不會(huì)產(chǎn)生變化，航向方向上的IMU速度也不會(huì)因?yàn)橥鈼U臂效應(yīng)而產(chǎn)生誤差. 但在船體橫搖過程中，IMU會(huì)在載體坐標(biāo)系的xoz平面內(nèi)有速度分量，這部分速度是計(jì)程儀不能提供的，這就引起了測(cè)速誤差. 船舶產(chǎn)生橫搖時(shí)，橫搖中心O點(diǎn)是船體重心[7]，如圖5所示.

圖5 船體橫搖示意圖

設(shè)船體橫搖時(shí)艏艉向速度為vD，計(jì)程儀速度輸出在載體坐標(biāo)系上表示為

(10)

(11)

式中L1為船體重心到IMU中心的距離在載體坐標(biāo)系x軸方向的投影，根據(jù)圖5可得IMU在載體坐標(biāo)系上的速度為

(12)

所以船體橫搖時(shí)，由外桿臂效應(yīng)引起的計(jì)程計(jì)測(cè)速誤差為

(13)

1.2.3 轉(zhuǎn)彎情況下的測(cè)速偏差分析

船舶在轉(zhuǎn)彎運(yùn)行時(shí)，自身也為了提供轉(zhuǎn)彎所需要的向心力而發(fā)生一定的角度傾斜，產(chǎn)生較大幅度的橫搖角. 假設(shè)船舶在轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)時(shí)，船體的速度和轉(zhuǎn)彎角將會(huì)在當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)，因此本文將船體的安裝誤差和運(yùn)動(dòng)參數(shù)投影到航向跟蹤坐標(biāo)系中進(jìn)行解算.

船舶轉(zhuǎn)彎航行時(shí)，船體繞舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)一般安裝于船體的尾部[5]，如圖6所示. 船體中IMU的轉(zhuǎn)彎半徑和計(jì)程儀的轉(zhuǎn)彎半徑將會(huì)變得不一致.

圖6 船體轉(zhuǎn)彎示意圖

設(shè)船體轉(zhuǎn)彎時(shí)艏艉向速度為vD，與船體縱搖情況下直線航行時(shí)相似，計(jì)程儀安裝處轉(zhuǎn)彎半徑r與實(shí)際IMU中心處轉(zhuǎn)彎半徑會(huì)有誤差δr存在

δr=r-rIMU

其中rIMU為實(shí)際行駛中IMU重心所在點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑. 根據(jù)圖6，可以計(jì)算得出

(14)

式中L2為計(jì)程儀中心到舵機(jī)中心的距離在載體坐標(biāo)系x軸方向的投影，船體轉(zhuǎn)彎時(shí)，船體速度相對(duì)當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系(S系)存在夾角γ，則計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)處速度在載體坐標(biāo)系上可表示為

(15)

根據(jù)式(14)、(15)，可得IMU重心位置的轉(zhuǎn)彎速率為

(16)

將IMU重心位置轉(zhuǎn)彎速度在載體坐標(biāo)系上分解為

(17)

所以由外桿臂效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)彎時(shí)計(jì)程儀測(cè)速誤差在載體坐標(biāo)系下表示為

(18)

式中T為航向跟蹤坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的方余弦矩陣.

2 外桿臂效應(yīng)對(duì)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的影響分析

2.1 羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)過程

圖7 動(dòng)基座羅經(jīng)法對(duì)準(zhǔn)原理圖[1]

(19)

其中Ω為地球的自轉(zhuǎn)角速度，R為地球半徑，φ為載體所在緯度.

如果要補(bǔ)償計(jì)算上式中的3項(xiàng)，需要計(jì)程儀提供速度信息. 因?yàn)槔玫接?jì)程儀的速度信息，所以外桿臂效應(yīng)導(dǎo)致的計(jì)程儀測(cè)量偏差將影響動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn).

2.2 等效對(duì)準(zhǔn)誤差角

(20)

在捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)解算中，捷聯(lián)矩陣的修正過程[6]為

(21)

(22)

(23)

當(dāng)存在陀螺漂移εb時(shí)，式(19)可改成

(24)

(25)

(26)

其中k3=kUΩcosφ，k1、k2、kN、kU為文獻(xiàn)[1]中定義的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)參數(shù).

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中有害加速度Bp計(jì)算公式為

(27)

不考慮天向通道，外桿臂效應(yīng)影響下的有害加速度Bp引起的加速度誤差為

(28)

若考慮外桿臂效應(yīng)的東向和北向誤差，則式(28)可以寫為

(29)

將式(29)、(28)相減，可近似得到有害加速度誤差為

(30)

從式(30)中可以知道，緯度的改變會(huì)影響加速度誤差的大小，但是在一般的行駛過程中，緯度φ的變化很小，一般不予考慮. 在羅經(jīng)回路中，系統(tǒng)對(duì)高頻信號(hào)有著很強(qiáng)的抑制作用，所以本文只考慮常值部分.

根據(jù)式(30)可以得到常值加速度誤差作用下的誤差角為

(31)

(32)

結(jié)合船體航行時(shí)的測(cè)速誤差表達(dá)式，得到不同航行狀態(tài)下的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)修正影響方程.

1)船舶存在縱搖的直航運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為

(33)

2)船舶存在橫搖時(shí)的直航運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為

(34)

3)船舶轉(zhuǎn)彎航行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為

(35)

4) 船舶實(shí)際相互耦合時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為

(36)

其中δvb=δvα+δvβ+δvγ. 通常情況下，外桿臂引起的速度偏差對(duì)水平和方位誤差角產(chǎn)生影響. 水平誤差角所受影響等效為加速度計(jì)零偏影響；方位誤差角所受影響等效于東向陀螺漂移影響，方位誤差角所受影響較大. 表明外桿臂效應(yīng)對(duì)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的影響主要體現(xiàn)在方位角上.

3 仿真分析

為了觀察前面內(nèi)容所描述的外桿臂效應(yīng)引起的計(jì)程儀測(cè)速偏差對(duì)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)過程的影響，并驗(yàn)證誤差分析的正確性，下面通過仿真來分析船舶在不同情況下的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)過程.

仿真中采用了文獻(xiàn)[1]提出的動(dòng)基座羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)方法，羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)選取如下：k1=k2=0.0113，kE=kN=9.81×10-6，kU=4.1×10-6. 捷聯(lián)慣導(dǎo)首先經(jīng)歷5 min靜基座粗對(duì)準(zhǔn)過程，之后進(jìn)入羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)階段. 在羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)階段中，設(shè)定船舶航行與運(yùn)動(dòng)狀況分別為下述3種情況：1)勻速直航(速率8 m/s)加縱搖(正弦形式、幅度6°、周期為8 s)；2)勻速直航(速率8 m/s)加橫搖(正弦形式、幅度6°、周期為8 s)；3)改變航向(速率8 m/s、正弦形式、幅度6°、周期為8 s). 為了在相同的船舶運(yùn)動(dòng)條件下比較，3種情況設(shè)定的正弦運(yùn)動(dòng)相同. IMU安裝重心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離參數(shù)分別為L1=1 m，Δxs=0.2 m， Δzb=3 m，Δys=25 m.

其他仿真條件設(shè)置：緯度45.779 6°，經(jīng)度126.677 8°；選擇中等精度IMU，陀螺漂移選取0.01°/h，加速度計(jì)常值偏差選取0.000 1g.

情況1下的外桿臂效應(yīng)引起的測(cè)速偏差以及引起的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)誤差分別如圖8、9所示.

圖8 情況1下的測(cè)速偏差

圖9 情況1下的姿態(tài)誤差

如圖8、9所示，船舶在情況1所描述的縱搖下，IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離帶來的外桿臂效應(yīng)會(huì)引入10-4量級(jí)的東向和北向速度偏差，進(jìn)一步，該偏差會(huì)導(dǎo)致10-7量級(jí)的縱搖、橫搖誤差和10-4量級(jí)的航向誤差.

情況2下的外桿臂效應(yīng)引起的測(cè)速偏差以及引起的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)誤差分別如圖10、11所示.

圖10 情況2下的測(cè)速偏差

如圖10、11所示，船舶在情況2所描述的橫搖下，外桿臂效應(yīng)會(huì)引入10-2量級(jí)的東向和北向速度偏差，進(jìn)一步，該偏差會(huì)導(dǎo)致10-5量級(jí)的縱搖、橫搖誤差和10-2量級(jí)的航向誤差.

情況3下的外桿臂效應(yīng)引起的測(cè)速偏差以及引起的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)誤差分別如圖12、13所示.

圖11 情況2下的姿態(tài)誤差

圖12 情況3下的測(cè)速偏差

圖13 情況3下的姿態(tài)誤差

如圖12、13，船舶在情況3所描述的航向變化下，外桿臂效應(yīng)會(huì)引入1 m/s左右的東向和北向速度偏差，進(jìn)一步，該偏差會(huì)導(dǎo)致10-3量級(jí)的縱搖、橫搖誤差和10-1量級(jí)的航向誤差.

由上可知，在具有相同的搖擺周期、幅度時(shí)，航向變化導(dǎo)致的外桿臂效應(yīng)會(huì)引入的東向和北向速度偏差最大，其次為橫搖，最后為縱搖；相應(yīng)地，姿態(tài)誤差排序?yàn)楹较蜃兓笥跈M搖，橫搖大于縱搖. 再有，各種情況下，羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的航向誤差大于水平誤差，即外桿臂效應(yīng)對(duì)于羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的影響主要體現(xiàn)在航向?qū)?zhǔn)結(jié)果上.

為了觀察不同組IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離參數(shù)對(duì)于羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)過程和結(jié)果的影響，經(jīng)分析計(jì)程儀測(cè)速誤差以及姿態(tài)誤差表達(dá)式可知：IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離同測(cè)速誤差和姿態(tài)誤差成正比關(guān)系，下面進(jìn)行驗(yàn)證，這里僅驗(yàn)證兩者距離增大的情況，本文對(duì)情況3中的安裝距離參數(shù)作修改，得到情況4.

情況4改變航向(速率8 m/s、正弦形式、幅度6°、周期為8 s). IMU安裝重心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離參數(shù)分別為L1=2 m，Δxs=0.4 m，Δzb=5 m，Δys=45 m.

情況4下的外桿臂效應(yīng)引起的測(cè)速偏差以及引起的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)誤差分別如圖14、15所示.

圖14 情況4下的測(cè)速偏差

如圖14、15，船舶在情況4所描述的航向變化下，外桿臂效應(yīng)會(huì)引入2 m/s左右的東向和北向速度偏差，進(jìn)一步，該偏差會(huì)導(dǎo)致0.001°的縱搖、橫搖誤差(約為情況3的兩倍)和0.5°的航向誤差(約為情況3的兩倍). 由此可見，加大IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離，外桿臂效應(yīng)會(huì)引入東向和北向速度偏差，縱搖、橫搖、航向誤差均會(huì)增大.

圖15 情況4下的姿態(tài)誤差

從以上仿真結(jié)果可以看出，計(jì)程儀的測(cè)速偏差與羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的失準(zhǔn)角周期類似，用MATLAB對(duì)兩組信號(hào)使用快速傅里葉變換進(jìn)行頻譜分析[9]可知，二者的頻率范圍比較接近，均在25 Hz以下，因此不適合使用數(shù)字濾波器來對(duì)計(jì)程儀的測(cè)速偏差進(jìn)行濾波[10]，從而無法實(shí)現(xiàn)該誤差的在線補(bǔ)償.

4 結(jié) 論

1)IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離會(huì)導(dǎo)致捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)中出現(xiàn)外桿臂效應(yīng).

2)外桿臂效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)速偏差和羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)姿態(tài)誤差，姿態(tài)誤差在航向改變時(shí)最大并且主要體現(xiàn)在航向?qū)?zhǔn)結(jié)果上.

3)加大或減小IMU安裝中心與計(jì)程儀測(cè)速點(diǎn)之間的安裝距離，外桿臂效應(yīng)引入的測(cè)速偏差和姿態(tài)誤差均會(huì)增大或減小.

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Influenceofoutsidelever-armeffectongyrocompassalignmentforamarinestrapdowninertialnavigationsystem

JIANG Shuqiang1, LIU Fanming1, WEI Fengmei2, ZHANG Qiang1, HUANG Lei1

(1.College of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China; 2. School of Technology, Harbin University, Harbin 150086, China)

A strapdown inertial navigation system (INS) requires the reference velocity form a log during in-motion gyrocompass alignment. However, the outside lever arm exists since locations of the log (located on the bottom of a ship) and the strapdown INS (located in the compass cabin) are different from each other, which would lead to errors of reference velocities that are brought into gyrocompass alignment. In order to study the effect of outer lever-arm on gyrocompass performances, we deduced the expressions of velocity errors aroused by the outside lever arm in the cases of pitch, roll and heading changes. Meanwhile, we constructed the relationship between velocity errors and gyrocompass alignment errors. Furthermore, we obtained effects of the outside lever-arm on gyrocompass alignment. Theoretical analysis and simulation showed that the outside lever arm could lead to level and heading misalignment errors for gyrocompass alignment which increase with amplitudes of sway and turn as well as length of the outside lever arm.

strapdown inertial navigation system; moving base; compass alignment; log; outside lever-arm effect;

10.11918/j.issn.0367-6234.201609005

U666.1

A

0367-6234(2017)09-0174-08

2006-09-01

國家自然科學(xué)基金(61503090);黑龍江省自然科學(xué)基金(QC2015078);中國博士后自然科學(xué)基金(2015M581440)

姜述強(qiáng)(1978—)，男，博士研究生，助理研究員;劉繁明(1963—)，男，教授，博士生導(dǎo)師

魏風(fēng)梅,weifengmei163@163.com

(編輯魏希柱)