[發明專利]一種消除地球自轉角速度對旋轉調制型捷聯慣導系統精度影響的方法

有效

• 申請號: 201410080777.3
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103900566A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 于飛;阮雙雙;奔粵陽;鮑桂清;楊曉龍;李敬春;趙維珩;郭妍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種消除地球自轉角速度對旋轉調制型捷聯慣導系統精度影響的方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一：建立一個旋轉機構，將IMU安裝在轉臺上，并且使IMU坐標系的三根軸與載體系的三軸平行，系統開機后預熱1小時；

步驟二：對系統進行初始對準，獲得初始捷聯姿態矩陣

步驟三：測量當地的經緯度值λ和獲得初始時刻地心慣性坐標系與導航坐標系之間的方向余弦矩陣：

步驟四：根據步驟三獲得的地心慣性坐標系與導航坐標系之間的方向余弦矩陣，測量出IMU坐標系與慣性系之間的姿態角θ₁、θ₂和θ₃，其測量公式為：

θ1=arctan(-C32C33)]]>

θ₂＝arcsin(C₃₁)

θ3=arctan(-C21C31)]]>

C_ij,i,j＝1,2,3是IMU坐標系與地心慣性坐標系之間的轉換矩陣中的各個元素，由步驟二和步驟三獲得；

步驟五：控制轉位機構依次繞IMU坐標系的z_s軸、y_s軸和x_s軸分別轉動θ₃、θ₂和θ₁，使IMU坐標系與地心慣性系重合，同時控制IMU繞z_s軸順時針以大小為ω_ie的旋轉角速度轉動；

步驟六：控制IMU繞著地心慣性坐標系的z_i軸和y_i軸按系統旋轉方案轉動；

步驟七：將陀螺儀和加速度計采集的信息實時的輸入導航計算機中進行導航解算，最終給出載體的導航參數信息。

2.根據權利要求1所述的一種消除地球自轉角速度對旋轉調制型捷聯慣導系統精度影響的方法，其特征在于：

所述的步驟六中，IMU繞著地心慣性坐標系的z_i軸和y_i軸按系統旋轉方案依次旋轉時，陀螺儀輸出角速度的誤差形式為：

δωiss=(Eg+δkg)ω^iss+ϵs---(3)]]>

式中E_g、δk_g和ε^s分別為標定后的安裝誤差，是IMU坐標系相對地心慣性坐標系的旋轉角速度在IMU坐標系下的分量，由于在步驟五中，IMU與地心慣性坐標系重合，因此與時變的方向余弦矩陣無關；

將陀螺儀的輸出誤差轉換到地理坐標系下進行積分，轉換矩陣為：

Csn=Cin(t)Csi]]>

是IMU坐標系繞地心慣性系的方向余弦矩陣，由每次轉動過程獲得；是導航坐標系在地球自轉角速度ω_ie的作用下與慣性坐標系之間的方向余弦矩陣，其表達形式為：

由于ω_ie<<ω，ω是IMU的旋轉角速度，因此在每一次轉動周期中，可以認為是常值，通過導航解算的積分過程，可以完全消除旋轉調制過程中地球自轉角速度對系統精度的影響。