[發(fā)明專利]基于雙軸轉動方案的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差抑制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210318462.9
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102798399A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設計）人: 孫偉;徐愛功;高揚;楊琳
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 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

(一)技術領域

本發(fā)明涉及的是一種測量方法，尤其涉及的是一種基于雙軸轉動方案的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差抑制方法。

(二)背景技術

捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)在工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾破壞，是一種自主式導航系統(tǒng)。捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)與平臺式慣性導航系統(tǒng)比較有兩個主要的區(qū)別：①省去了慣性平臺，陀螺儀和加速度計直接安裝在飛行器上，使系統(tǒng)體積小、重量輕、成本低、維護方便。但陀螺儀和加速度計直接承受飛行器的振動、沖擊和角運動，因而會產生附加的動態(tài)誤差。這對陀螺儀和加速度計就有更高的要求。②需要用計算機對加速度計測得的飛行器加速度信號進行坐標變換，再進行導航計算得出需要的導航參數(shù)(航向、地速、航行距離和地理位置等)。

光學陀螺是一種無機械轉動的固態(tài)陀螺，適用于捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)。但是光學陀螺零偏是引起捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)導航誤差的主要因素，常規(guī)的捷聯(lián)式系統(tǒng)方案目前尚未滿足艦船慣性導航系統(tǒng)長時間高精度的導航需求。

在慣性器件精度達到一定要求后，采用補償慣性器件偏差的方法來進一步改善系統(tǒng)的性能是實現(xiàn)更高精度導航的一個實現(xiàn)途徑。旋轉調制技術作為一種慣性器件偏差自補償方法，對慣性器件偏差進行調制，抵消器件偏差對系統(tǒng)精度的影響。旋轉調制捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)在捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的外面加上轉動機構和測角裝置，導航解算仍采用了捷聯(lián)慣導算法，直接計算出來的是慣性測量單元(IMU)的姿態(tài)，根據(jù)IMU相對于載體的轉動角度(由測角裝置實時獲得)得到載體的姿態(tài)信息。

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種將慣性測量單元繞載體方位軸和縱搖軸連續(xù)旋轉方案的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差抑制方法。

本發(fā)明的技術解決方案為：一種基于雙軸轉動方案的捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差抑制方法，其特征在于將慣性測量單元繞不與自身重合的載體方位軸和縱搖軸連續(xù)轉動，利用慣性測量單元連續(xù)轉動過程中IMU坐標系與導航坐標系的相對位置關系，即可確定慣性器件常值偏差的抑制形式，其具體步驟如下：

(1)利用全球定位系統(tǒng)(GPS)確定載體初始位置參數(shù)，將它們裝訂至導航計算機中；

(2)捷聯(lián)慣導系統(tǒng)進行預熱準備后采集光纖陀螺儀和石英加速度計輸出的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理；

(3)根據(jù)加速度計的輸出與重力加速度的關系以及陀螺儀輸出與地球自轉角速率的關系初步確定此時IMU姿態(tài)信息(縱搖角α、橫搖角γ和航向角ψ)完成系統(tǒng)的初始對準，建立慣導系統(tǒng)的初始捷聯(lián)矩陣