[發明專利]適用于搖擺晃動基座的初始對準方法

無效

• 申請號: 201210225923.8
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN103017787A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 徐博;高偉;周廣濤;奔粵陽;張鑫;吳磊;程建華;陳世同;于強;高洪濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于搖擺晃動基座的初始對準方法，其特征是：

步驟一：在搖擺加晃動干擾基座條件下，實時地同步采集三軸陀螺的角速率信息和三軸加速度計的比力信息；

步驟二：進行粗對準；

步驟三：粗對準結束后，由慣導輸出的航向、縱搖和橫搖信息，得到載體坐標系和半固定坐標系之間的轉化關系；

步驟四：將載體坐標系下的加速度信息投影到半固定坐標系下的三個軸上，并進行積分，得到半固定坐標系下速度的相關信息；

步驟五：用高通數字濾波器對信號進行處理，得到相對于舒勒周期的高頻信號，即船舶瞬時線運動速度信號；

步驟六：將已提取的船舶瞬時線運動速度信息作為速度基準，與慣導解算出的速度相減作差，以所得差值作為卡爾曼濾波的量測量，列寫卡爾曼濾波的狀態方程和量測方程；

步驟七：將卡爾曼濾波進行離散化，完成對準。

2.根據權利要求1所述的適用于搖擺晃動基座的初始對準方法，其特征是：所述粗對準是應用慣性凝固假設，將比力信息投影到基座慣性坐標系中，得到重力加速度相對于慣性空間隨著地球旋轉而引起的方向變化信息，將其積分，正負干擾加速度被積分掉，求解姿態矩陣

3.根據權利要求1或2所述的適用于搖擺晃動基座的初始對準方法，其特征是所述卡爾曼濾波的狀態方程和量測方程為

1)、狀態方程

X·(t)=A·X(t)+B·u(t)]]>

狀態向量取為狀態向量中對應的變量分別為東向速度誤差、北向速度誤差、天向速度誤差，縱搖失準角、橫搖失準角、航向失準角、x軸加速度計零偏、y軸加速度計零偏、z軸加速度計零偏、x軸陀螺漂移、y軸陀螺漂移、z軸陀螺漂移；式中，a_x?a_y?a_z?ω_x?ω_y?ω_z分別為加速度計和陀螺在載體坐標系下的噪聲，是均值為0、方差為Q(t)、呈正態分布的白噪聲；

δV·eδV·nδV·uφ·eφ·nφ·u▿·x▿·y▿·uϵ·xϵ·yϵ·z=b11b12b130-fufnC11C12C13000b21b22b23fu0-feC21C22C23000b31b32b33-fnfe0C31C32C330000b42b430b45b46000C11C12C13b5100b540b56000C21C22C23b6100b64b650000C31C32C33000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000·δVeδVnδVuφeφnφu▿x▿y▿zϵxϵyϵz+C11C12C13000C21C22C23000C31C32C33000000C11C12C13000C21C22C23000C31C32C33000000000000000000000000000000000000·axayazωxωyωz000000]]>

其中：R為地球半徑，ω_ie為地球轉速，V_n為北向速度，V_e為東向速度，V_u為天向速度，γ為航向角；

b11=VntanγR]]>b12=2ωiesinγ+VeRtanγ]]>b13=-(2ωiecosγ+VeR)]]>

b21=-2(ωiesinγ+VeRtanγ)]]>b22=-VuR]]>b23=-VnR]]>

b31=2(ωiecosγ+VeR)]]>b32=2VnR]]>b₃₃＝-2V_eω_iesinγ

b42=1R]]>b42=-tanγR]]>b45=ωiesinγ+VetanγR]]>

b46=-(ωiecosγ+VeR)]]>b51=1R]]>b54=-(ωiesinγ+VetanγR)]]>

b56=-VnR]]>b61=tanγR]]>b64=ωiecosγ+VeR]]>b65=VnR]]>

f_e為加速度計所測比力分量在地理坐標中東向的投影分量；

f_n為加速度計所測比力分量在地理坐標中北向的投影分量；

f_u為加速度計所測比力分量在地理坐標中天向的投影分量；

C11C12C13C21C22C23C31C32C33]]>為載體坐標系到地理坐標系的轉換矩陣；

2)、量測方程

將半固定坐標系中的瞬時線速度為速度基準，以慣導解算出來的速度在半固定坐標系中的投影與速度基準之差作為量測量，系統量測方程為：

Z(t)＝H(t)X(t)+v(t)

H(t)=T11T12T13000000000T21T22T23000000000T31T32T33000000000]]>

T11T12T13T21T22T23T31T32T33]]>

為從地理坐標系到半固定坐標系的轉換矩陣；

其中，量測噪聲v(t)，其方差為R(t)。