[發(fā)明專利]一種火箭橇軌道重力實(shí)時(shí)測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410198469.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN103955005A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏宗康;趙龍;劉璠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號(hào): G01V7/16
• 分類號(hào): G01V7/16;G01C21/18;G01C25/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種火箭橇軌道重力實(shí)時(shí)測(cè)量方法，其特征在于步驟如下：

(1)在當(dāng)前導(dǎo)航周期，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算火箭橇撬體的高度h以及火箭橇橇體的緯度信息，根據(jù)火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關(guān)系，得到當(dāng)前導(dǎo)航周期下真實(shí)的火箭橇橇體高度信息h_B，進(jìn)而得到高度誤差信號(hào)δh＝h-h_B；所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)置于火箭橇橇體中；

(2)將高度誤差信號(hào)δh經(jīng)過積分控制得到控制分量x，高度誤差信號(hào)δh經(jīng)過PID控制，得到高度控制量u_h；

(3)將上述控制分量x經(jīng)過低通濾波得到重力偏差x′，再將重力偏差x′與地球重力模型值g_h做和，得到實(shí)時(shí)的測(cè)量重力值g₀；

(4)將步驟(2)中得到的高度控制量u_h以及步驟(3)中得到實(shí)時(shí)的測(cè)量重力值g₀反饋至慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算得到修正后的火箭橇撬體的高度h；

(5)進(jìn)入下一導(dǎo)航周期，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算火箭橇橇體的緯度信息，根據(jù)火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關(guān)系，得到當(dāng)前導(dǎo)航周期下真實(shí)的火箭橇橇體高度信息h_B，將步驟(4)中修正后的高度h與h_B做差，得到高度誤差信號(hào)δh；轉(zhuǎn)步驟(2)循環(huán)執(zhí)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火箭橇軌道重力實(shí)時(shí)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟(4)中的修正后的火箭橇撬體的高度h采用將下式積分后得到，

h..=az+azB-g0+2g0Rh-uh]]>

其中，表示高度信息h的二階導(dǎo)數(shù)，a_z為加速度計(jì)敏感到的加速度在地理坐標(biāo)系中的投影分量，v_e為火箭橇橇體東向速度，v_n為火箭橇橇體北向速度，ω_ie為地球自轉(zhuǎn)角速度，為火箭橇橇體所在緯度，R為地球半徑，M為地球子午圈曲率半徑，N為地球子午圈曲率半徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火箭橇軌道重力實(shí)時(shí)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟(5)中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算火箭橇橇體的緯度信息通過下述步驟實(shí)現(xiàn)：

(5.1)設(shè)置火箭橇軌道坐標(biāo)系(OX_lY_lZ_l)，該坐標(biāo)系的原點(diǎn)為火箭橇軌道起始點(diǎn)，OX_l軸指向火箭橇橇體運(yùn)動(dòng)前進(jìn)方向，OZ_l軸朝上垂直于軌道，OY_l軸在水平面內(nèi)垂直于軌道，且三者滿足右手坐標(biāo)系；

(5.2)慣性測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)或者進(jìn)行傳遞對(duì)準(zhǔn)，得到火箭橇橇體的軌道坐標(biāo)系下的三個(gè)姿態(tài)角初值；

(5.3)計(jì)算地球轉(zhuǎn)速以及重力加速度在火箭橇軌道坐標(biāo)系下的分量，結(jié)合慣性測(cè)量系統(tǒng)中捷聯(lián)陀螺的輸出，更新火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標(biāo)系下的三個(gè)姿態(tài)角；

(5.4)利用步驟(5.3)中更新后的姿態(tài)角計(jì)算火箭橇軌道坐標(biāo)系到捷聯(lián)本體坐標(biāo)系的姿態(tài)變換矩陣；

(5.5)利用步驟(5.4)中的姿態(tài)變換矩陣、步驟(5.3)中的重力加速度在火箭橇軌道坐標(biāo)系下的分量，結(jié)合慣性測(cè)量系統(tǒng)中捷聯(lián)加表的輸出，得到火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標(biāo)系的加速度，進(jìn)而得到火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標(biāo)系的速度以及位置；

(5.6)將步驟(5.5)中得到的火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標(biāo)系下的位置信息轉(zhuǎn)換為在地理坐標(biāo)系下的火箭橇橇體位置信息。