[發明專利]一種光纖陀螺捷聯慣導的劃槳運動補償方法

無效

• 申請號: 201110421350.1
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102519458A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 律新偉;舒曉武;劉承
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及慣性導航領域，尤其涉及一種光纖陀螺捷聯慣導的劃槳運動補償方法。

背景技術

導航精度是衡量導航系統性能的重要指標。當在運載體的正交軸上進行等頻率振蕩和角振蕩的組合運動即劃槳運動時，如果不考慮在連續的比力矢量分解之間出現的快速姿態變化，就會引進加速度零偏，從而影響導航精度。

提高大動態、惡劣振動環境下的導航精度，需要進行劃槳運動補償。現有的劃槳運動補償方法利用角增量、或者同時利用角增量與角速率進行速度更新，將其與角增量輸出形式的陀螺結合使用可以有效提高慣導系統的導航精度。由于光纖陀螺本質上是一種角速率陀螺，應用角增量進行劃槳運動補償時需要將角速率轉換為角增量，此轉換過程會帶來一定的精度損失，因而，為了提高導航精度，需要一種適用于光纖陀螺捷聯慣導的劃槳補償方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種光纖陀螺捷聯慣導的劃槳運動補償方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種光纖陀螺捷聯慣導的劃槳運動補償方法，包括以下步驟：

1、光纖陀螺和加速度計捷聯安裝在慣導系統中，組成慣性測量單元，以T_s為采樣周期，采集并存儲光纖陀螺輸出的角速率數據和加速度計輸出的比力數據，得到角速率矢量????????????????????????????????????????????????=[_x??_x??_z]^T和比力矢量f=[f_x??f_y??f_z]^T，其中，_x為x光纖陀螺的輸出，_y為y光纖陀螺的輸出，_z為z光纖陀螺的輸出,?f_x為x加速度計的輸出，f_y為y加速度計的輸出，f_z為z加速度計的輸出；

2、以T_c為解算周期，更新姿態矩陣C；

3、以T_c為解算周期，進行慣性導航速度更新及劃槳運動補償：用曲線擬合運載體的角速率和比力變化，得出角速率和比力表達的劃槳運動補償公式：

；

再將角速率矢量、、、和比力矢量、、、代入角速率和比力表達的劃槳運動補償公式，計算劃槳運動補償值，對步驟2得到的速度進行修正；

4、以T_c為解算周期，進行運載體位置更新。

進一步地，所述步驟3中，對運載體的角速率和比力變化采用三次拋物線分段擬合，速率和比力表達的劃槳運動補償公式中的、、、是速度更新周期內光纖陀螺輸出的4個等時間間隔的角速率矢量,?、、、速度更新周期內加速度計輸出的4個等時間間隔的比力矢量，符號‘’表示矢量叉乘，為速度更新的劃槳運動補償值。

本發明和現有技術相比的有益效果在于：本發明提供的光纖陀螺捷聯慣導劃槳效應補償方法，分段擬合運載體的角速率和比力變化，并將劃槳效應補償項轉換為角速率和比力表達的形式，避免角增量轉換帶來的精度損失，提高了基于光纖陀螺等速率陀螺的捷聯慣導系統性能。

附圖說明

圖1為本發明的光纖陀螺捷聯慣導的劃槳運動補償方法流程圖；

圖2為速度更新周期內角速率矢量和比力矢量采樣時刻示意圖；

圖中，T_?c為速度更新周期，、、、是速度更新周期內光纖陀螺輸出的4個等時間間隔的角速率矢量,?、、、速度更新周期內加速度計輸出的4個等時間間隔的比力矢量。

具體實施方式

慣性導航中的劃槳運動是指在正交軸上進行的等頻率線性振蕩和角振蕩的組合運動。如果不考慮在連續的比力分解之間出現的快速姿態變化，就會在第三軸上引起加速度零偏，從而帶來導航誤差，降低導航精度，因此，需要進行劃槳運動補償。劃槳效應補償項為