田静分 贡志波 梁文 姚鹏飞
石家庄海山航空电子科技有限公司 050208
摘要 为保证新型惯性导航系统使用精度可靠性，外场的标定工作必不可少。结合在研制单位的跟学积累及技术对接成果，与大家分享一点外场数据判读经验，以快速实现问题定位，保障外场战训任务的完成。
关键词 新型 惯导 外场 数据判读经验
一、新型惯性导航系统外场标定常见问题
1.硬件故障
外场硬故障一般有相应的故障代码或工作电流、启动过程等是否正常的直接反馈，这方面较容易确定问题所在。
2.性能类问题
2.1经纬度异常
这种问题一般是外场人员操作有误导致，需提醒相关人员。
2.2测漂异常
加计异常导致的测漂异常或陀螺异常导致的测漂异常，以及晃动干扰引起的异常，需要外场服务人员认真辨别区分。
2.3参数异常导致的对准过程异常
二、外场标定数据判读经验
1.经纬度异常
确认初始经纬度的输入是否正确，按目前新型惯导大多数系列的判定标准，漂移误差大于0.2°/h，会报对准不通过。
以某地本地经纬度为例，
.png)
例如某型号产品某次试验时经纬度送错，Y轴漂移0.38，对准通不过，故障数据如下图1，经纬度送错1.5°引起的漂移误差也才0.2°/h,而当次测漂最大值0.38，对比当次数据和正常测漂时数据发现。
2. 测漂异常
a．加计或陀螺异常导致测漂异常的判断
判断陀螺、加计输出是否正常可从陀螺角增量、加计脉冲数的原始输出数据判断到底是陀螺回路问题还是加计回路问题。以右横装指北系统为例，地球自转角速度在3个轴上的分量如下：
.png)
wie为地球自转角速度，15°/h；为当地纬度值。以某地经纬度34.19883计算，其值如下：
= 84.2895，
.png)
图2为在exceL中绘图的结果，观察其平均值是否满足要求，振荡幅度是否过大（外场主要是由于桌面通电过于简陋，无法确保隔离外界角运动，同时，设备接地无法保证，可能会带来一些干扰，但一般陀螺输出噪声脉冲变化不超过20个）。
以X轴角增量为例，其中黑色线条部分为趋势线（10组数据平均值），平均值在125附近。
.png)
图1 对准通不过数据
.png)
图2 陀螺输出噪声脉冲变化
加计脉冲的范围和系统型号有关，为30多万或40多万左右，但Z轴脉冲输出值和刻度系数相乘，应能和g值对应，同时不应有跳数或跳台阶的现象。
例如某型号产品外场反映对准通不过，内场通电发现加计脉冲在对准期间变化100多个（见图3），外场数据图如下（图4），脉冲变化同为100多个。加计跳数或零位异常，会导致估算出来的坐标系和实际坐标系存在差异，进而导致漂移在错误的坐标上估算，导致陀螺测漂异常。
.png)
图4 外场加计脉冲变化趋势
b. 晃动干扰引起异常的判断
外场一般情况下不会人为去晃动系统，但有时由于外界因素导致的基准（标定时所用桌面）晃动，是人眼难以察觉的,如不仔细分析，可能会导致误判。需要注意观察陀螺角增量和加计脉冲的变化是否同时发生，另外，该原因也可在系统姿态角上反映出来，注意观察这些变化在时间上的同步性。
3.参数异常导致的对准过程异常
a.外场一般情况下,可向内场人员索要前33项常温参数进行比对；
b.前33项参数中，需注意经典惯导系列标定的加计刻度系数符号为负正正（- + +），而某特殊系统的加计刻度系数符号为正正负（+ + -），若台体装错则会导致姿态角输出异常（横滚角差180°）；
c.对后续的温度项参数，一一比对略为繁琐，可分陀螺温度补偿项、加计温度补偿项进行作图，只要参数连续，即可；
如下是一组异常数据，查看陀螺原始角增量、加计脉冲数均连续、稳定，未见异常，但测漂值非常大，见图8：
.png)
图5测漂数据
经比对参数发现：
.png)
地址单元331为Y轴量化器零位50度温度补偿系数，而量化器Tq恰恰在50°附近，量值变化了近100倍，相当于在Y加计上叠加了一个8.12m/s2的零位，导致系统漂移大。,
d.安装偏角误差引起加计零位异常
某型号产品外场反映着陆时始终往一个方向偏，返内场检查未见异常，但对重新标定后的参数检查发现，加计零位为8.92e-3，15年出所时加计零位为7.036e-3，而返所时，加计零位为2.1e-2，加计零位差值达到1.2e-2，初步怀疑外场标定时和内场标定不在同一温度，因不同温度点加计零位变化大导致加计零位常值修的比较大，但对15年出所参数和本次标定后加计零位温度项做图对比发现如下，见图9：
.png)
图6 出所与标定后参数对比
可以看出，加计零位的温度项变化很小，且变化趋势一致，光滑连续，可以说明外场标定时即使和内场在不同温度下进行标定，因温度项差异带来的零位误差也很小。
一般情况下，加计零位的量值变化很少有达到e-2量级的，进一步对比返内场参数和15年所内标定参数发现，陀螺安装偏角XY数量级为10-29，导致安装偏角误差为4′。经试验验证，当安装偏角为4′时，倒机头会带来1.2e-2的加计零位误差。
三、其他注意事项
1.外场通电中有问题隐患的系统，一定要将原始数据保存并发回内场，在内场有可能故障不复现，导致排故没有方向。
2.外场反映天向速度异常或水平速度异常时不要忽略了对Z轴加速度计输出和Z轴漂移的检查，系统一旦存在俯仰或横滚角，Z轴则会参与水平速度的解算，而X、Y也会参与到天向速度的解算。
参考文献
[1]张宗麟.惯性导航与组合导航[M].北京：航空工业出版社，2000.
【2】赵桂玲.光学陀螺捷联惯性导航系统标定技术【M】.北京：测绘出版社，2014
【3】吴铁军，马龙华，李宗涛.应用捷联惯导系统分析【M】.北京：国防工业出版社，2011