[發明專利]大方位失準角下基于誤差四元數的傳遞對準方法

在審

• 申請號: 201410698083.6
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104535080A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 高偉;單為;徐博;李超;沈云飛;趙朋;劉揚;邱立民;鄧麗穎;賀浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于一種傳遞對準方法，尤其涉及一種應用于大方位失準角情況時的，大方位失準角下基于誤差四元數的傳遞對準方法。

背景技術

初始對準技術是慣導系統的關鍵技術之一，它是慣導系統正常工作的基本條件。而傳遞對準即是針對于主、子慣導之間的一種初始對準技術。當安裝誤差角為小角度的情況下，傳遞對準的模型是線性的，因此可以直接用卡爾曼濾波處理，但是在實際應用當中，不可避免的會出現大方位失準角的問題，從而導致了傳遞對準模型的非線性。傳統的解決辦法是采用非線性濾波進行處理，但是這樣的辦法魯棒性差，估計速度和估計精度都有很大的改善空間。

現有技術中，《大方位失準角下艦載機快速傳遞對準技術》，楊功流，中國慣性技術學報，2014年2期，介紹了大方位失準角快速傳遞對準模型，然后基于實際情況進行仿真實驗，但是該方法同樣采用的是非線性誤差模型。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有估計精度高和估計速度快的大方位失準角下基于誤差四元數的傳遞對準方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

大方位失準角下基于誤差四元數的傳遞對準方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：將主慣導和子慣導安裝在載體上，使主慣導完成自對準過程，建立主慣導載體系m，獲得主慣導的導航信息以及主慣導載體系m到地理系n的捷聯矩陣

步驟二：根據獲得的主慣導的導航信息作為初始值直接給需要對準的子慣導系統中，使當前子慣導系統完成一次裝訂粗對準過程，并且建立子慣導系統載體系s；

步驟三：求得子慣導載體系s和主慣導載體系m之間的安裝誤差角φ_a＝[φ_axφ_ayφ_az]^T，將安裝誤差角φ_a等價轉換為誤差四元數

步驟四：將安裝誤差角φ_a中的動態變形角θ_λ視為白噪聲過程，得到白噪聲過程參數η＝[η₀?η₁?η₂?η₃]^T，并且白噪聲過程參數滿足等式；

步驟五：將誤差四元數和白噪聲過程參數η作為濾波模型的狀態量X＝[q₀?q₁?q₂?q₃?η₀?η₁?η₂?η₃]^T，建立狀態方程：

X·=04×4I4×404×404×4X;]]>

步驟六：根據狀態量建立狀態觀測方程；

步驟七：根據狀態方程和狀態觀測方程建立濾波模型，進行卡爾曼濾波，得到狀態估計；

步驟八：將狀態估計轉換為歐拉角形式得到安裝誤差角的估計值，得到子慣導的真實姿態，完成對準。

本發明大方位失準角下基于誤差四元數的傳遞對準方法還包括：

1、將安裝誤差角等價轉換為誤差四元數的方法為：