[發明專利]一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法

有效

• 申請號: 201110273058.X
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102997916A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉輝;尚克軍;王子靜;徐策;李文耀;王黎斌;扈光峰;周祖洋;謝仕民;李邦清;劉峰
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于姿態解算技術領域，涉及一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法。

背景技術

現有慣性導航系統姿態解算中通常采用慣性速度和位置計算導航坐標系的轉動，實現導航坐標系對地理坐標系的跟蹤及姿態角的計算。由于慣性速度和位置存在隨時間積累的誤差，由此帶來姿態更新誤差，給系統精度帶來不利影響。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是現有慣性導航系統姿態解算中存在姿態更新誤差問題，給系統精度帶來不利影響。

本發明的技術方案如下所述：

該方法具體包括以下步驟：步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型；步驟2.采用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導航坐標系旋轉誤差。

本方法在速率計可用時采用航位推算，通過姿態矩陣分解速率計測得的載體里程增量獲得導航坐標系的航位推算速度和位置，根據航位推算速度計算載體運動引起的導航坐標系旋轉誤差，根據航位推算位置計算地球自轉角速率在導航坐標系中的投影誤差；在速率計不可用時，采用車載條件運動特性計算導航坐標系旋轉的誤差；通過姿態更新算法進行導航坐標系旋轉誤差的補償，實現導航坐標系對地理坐標系的跟蹤。

步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型具體包括以下步驟：

設導航坐標系的旋轉角速度為：

ωinn=ωien+ωenn---(1)]]>

為跟蹤地球旋轉的角速度，為由于載體運動引起的相對地球的旋轉角速度；

其中：

V_E——慣導東向速度，單位：米/秒；

V_N——慣導北向速度，單位：米/秒；

R——地球半徑，單位：米；

ω_ie——地球自轉角速度，單位：弧度/秒；

——當地緯度，單位：弧度；

導航坐標系跟蹤載體運動引起的旋轉誤差為：

其中：

ΔV_E——慣導東向速度誤差，單位：米/秒；

ΔV_N——慣導北向速度誤差，單位：米/秒；

由于存在慣導緯度誤差導航坐標系跟蹤地球自轉的旋轉誤差為：

綜合式(4)和式(5)，導航坐標系旋轉誤差補償模型為：

Δωinn=Δωien+Δωenn---(6).]]>

步驟2.采用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差具體通過以下步驟實現：

在某個采樣周期內，速率計提供的載體速度為V_s，利用慣導系統提供的姿態角將其投影為載體北向速度和載體東向速度