[發明專利]一種光纖捷聯羅經系統的對準方法

有效

• 申請號: 201110225420.6
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102305635A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 程向紅;周本川;王宇;邵劉軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種對載體航向和姿態的測量技術，尤其涉及一種光纖捷聯羅經系統的自主對準方法。

背景技術

隨著光纖陀螺技術的迅速發展，光纖捷聯羅經已經成為國內外的研究熱點。與傳統陀螺羅經相比，光纖捷聯羅經具有全固態、體積小、啟動快、可靠性高等優點。LITEF公司的LFK-95型光纖捷聯羅經的對準時間30min，航向精度為0.7°secL，水平精度為0.5°，法國IXSEA公司的OCTANS光纖捷聯羅經能夠在5min內完成對準，航向精度達到0.1°secL，水平精度優于0.01°(RMS)。目前，快速精確的自主對準技術是光纖捷聯羅經系統的一項關鍵技術。

初始對準一般分為粗對準和精對準兩個過程，粗對準要求在很短時間內將姿態誤差降低到幾度之內，精對準在粗對準基礎上實現精確對準。由于載體工作環境如基座持續搖擺、風浪干擾、機械振動等影響，傳統解析對準算法往往難以滿足實際應用需求。因此，研究晃動基座下自主對準具有重要意義和應用需求。

目前也有部分與本發明有關的研究報告，例如：1、艦載機捷聯慣導自對準方案設計與仿真，中國慣性技術學報，2008，16(1)；2、專利申請號為200710144677.2，名稱為“大失準角下船用光纖陀螺捷聯航姿系統系泊精對準方法”。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種基于雙積分重力矢量的并行解析粗對準方法和基于比力信息的精對準方法。該方法可實現光纖捷聯羅經系統在晃動基座下自主對準。本發明的目的是這樣實現的：

本發明包括下列步驟：

步驟1定義坐標系。光纖捷聯羅經系統以東北天坐標系為導航坐標系n系；載體坐標系b系以載體中心為原點，x軸沿橫軸指向右，y軸沿縱軸指向前，z軸垂直載體指向上；經線地球坐標系e系以地球中心為原點，并與地球固連，x、y軸在地球赤道平面內，x軸指向載體所在點經線，z軸指向地球自轉軸方向；經線地心慣性坐標系i系定義為在粗對準起始時刻將地球坐標系慣性凝固成的右手坐標系；載體慣性坐標系i_b0系定義為在粗對準起始時刻將載體坐標系慣性凝固后的坐標系。

步驟2根據和f^b，以及地球自轉角速率ω_ie、重力加速度g、緯度L等信息，應用基于并行雙積分重力矢量信息的粗對準算法，完成光纖捷聯羅經系統的粗對準，得到初始的姿態矩陣

步驟3根據和f^b，以及地球自轉角速率ω_ie、重力加速度g、緯度L等信息，應用基于并行雙積分重力矢量信息的粗對準算法，完成光纖捷聯羅經系統的粗對準，得到初始的姿態矩陣

在不同起始時刻并行運行r個基于雙積分重力矢量的姿態矩陣計算過程，在最后同一時刻獲得r個姿態矩陣值，對r個姿態矩陣值進行融合以提高粗對準結果的可靠性，并通過所述的初始姿態矩陣提取載體的方位角H、縱搖角P和橫搖角R以完成粗對準。所述的初始姿態矩陣為

Cnc(t)=1rΣi=1r[C~nb(t)]i,]]>i＝1，2，…，r

其中，為r個并行運算中的第i個中間姿態矩陣進行正交化處理的結果，即：