[發明專利]一種基于慣性系的旋轉式捷聯慣導系統轉位方法

有效

• 申請號: 201410080764.6
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103900607B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 于飛;阮雙雙;奔粵陽;鮑桂清;楊曉龍;趙維珩;李敬春
• 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

1.一種基于慣性系的旋轉式捷聯慣導系統轉位方法，其特征在于包括下列步驟：

步驟一：將捷聯慣導系統的IMU安裝在轉位機構上，在現有技術下對系統進行初始對準，獲得初始捷聯姿態矩陣

步驟二：測量初始時刻IMU坐標系相對慣性坐標系的姿態角，控制轉位機構帶動IMU按照測量出的姿態角逐次轉動，使IMU坐標系與慣性坐標系重合；

步驟三：控制轉位機構繞IMU坐標系的z_s軸順時針以大小為ω_ie的旋轉角速度轉動，使IMU坐標系與地心慣性系保持相對靜止；

步驟四：控制IMU繞地心慣性坐標系的z_i軸和y_i軸按照下列次序進行轉動：

a.繞z_i軸順時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動360度；

b.繞z_i軸逆時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動360度；

c.繞y_i軸順時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動180度；

d.繞z_i軸順時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動360度；

e.繞z_i軸逆時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動360度；

f.繞y_i軸逆時針以大小為20°/s的旋轉角速度轉動180度；

步驟五：在轉臺開始旋轉以后，將陀螺儀和加速度計采集的數據實時的輸入到導航計算機中，通過導航解算實時獲得系統的導航參數；

所述的步驟四中，IMU在繞地心慣性坐標系的z_i軸和y_i軸按固定的角速度依次旋轉時，根據式(1)實時測量出慣性系與導航系之間的轉動角速度

式中，V_x、V_y和是捷聯慣性導航系統解算得到的東向速度、北向速度和緯度；是地心慣性坐標系到IMU坐標系的轉動方向余弦矩陣，由轉動角速度的正余弦函數組成；是導航坐標系到地心慣性坐標系的轉動方向余弦矩陣，由經緯度和地球自轉角速度組成；

同時，將捷聯慣性導航系統解算得到的載體坐標系與導航坐標系之間的旋轉角速度投影到IMU坐標系，實時測量得到

${\mathrm{\ω}}_{nb}^s=C_i^s{C}_n^i{\mathrm{\ω}}_{nb}^n$

利用測量得到的和以及IMU繞地心慣性坐標系的旋轉角速度在IMU坐標系的投影測量出轉位機構施加給IMU的旋轉角速度矢量

${\mathrm{\ω}}_{bs}^s={\mathrm{\ω}}_{is}^s-({\mathrm{\ω}}_{in}^s+{\mathrm{\ω}}_{nb}^s)$

利用捷聯慣導系統實時測量得到的IMU控制角速度控制IMU的三根軸共同旋轉。