随着光纤陀螺捷联航姿系统在军事领域的广泛应用,如何提高现有系统的战术性能与可维护性是当前面临的迫切需求与关键任务。本文从光纤捷联航姿系统的实际需求出发,针对初始对准与现场标定技术两个关键技术开展研究,主要研究工作包括以下四个方面:1.基于多矢量定姿的海上对准方法,推导了双矢量定姿TRAID算法与多矢量定姿QUEST算法的不确定度与精度解析关系,定性分析了矢量分布矩阵与矢量定姿精度的关系,分别从理论及实验上论证了多矢量定姿算法应用于对准中的精度优势。以惯性系对准模型为基础,分别推导了重力及重力积分矢量观测条件下器件误差与定姿观测误差的数值关系,提出了积分矢量观测下矢量组优化方案,并对优化方案与对准算法的精度特性进行实验验证。针对海上对准抗扰动问题,引入基于EMD的预滤波方法,以进一步提高对准精度及对准的快速性。最后,通过摇摆台实验与船载实验验证了对准方法及预滤波方法在海上对准中的工程实用性。2.全面论证了基于误差分离技术的系统级标定理论,提出了低精度转台辅助下的现场标定方法。推导了基于速度误差观测的标定观测方程,并依据观测方程与误差分离原理,分析并证明了不同转位方式下的误差分离方案,结合误差分析与标定约束条件对方案进行改进与优选,最终实现了标定方案的综合设计,以自研光纤捷联航姿系统为对象,通过高精度转台误差扰动的方式对标定综合方案进行了有效验证。3.研究了无转台辅助条件下静态多位置标定技术。采用状态分解的方法对单一位置下静止基座的各状态组合进行可观测阶数分析,并提出了基于观测量扩展的参数估计方法,以提高误差参数估计的速度与精度。针对多位置编排优化问题,将位置矩阵的条件数作为状态辨识的寻优指标,并提出了基于改进人工鱼群算法的寻优方法。基于参数估计方法与优化编排方案,采用六面体与理石平台相结合的翻转方法进行多位置标定实验,标定后系统精度得到了有效提高。4.提出星敏感器辅助的在舰标定方法,分别论证了组合式与解耦式标定方案。推导并建立了组合式标定18维状态方程与量测方程,基于卡尔曼滤波器实现了星敏感器安装误差、陀螺漂移的在线估计。针对组合式方案陀螺漂移估计精度不高与加速度计误差不可观测的问题,直接利用舰船惯性系下星敏感器姿态信息构建姿态基准,推导并建立10维状态滤波方程进行陀螺漂移估计;以惯性系重力积分矢量为基准,利用加速度计输出构建惯性速度误差观测量,对加速度计零偏进行估计,最终实现了陀螺与加速度计误差的解耦估计,估计精度与速度都得到了显著提高。