[發明專利]一種慣性導航數據與衛星導航數據同步方法

有效

• 申請號: 201710103363.1
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106813663B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 徐帆;李學鋒;尚騰;曹潔;王輝;張宇;王會霞;吳驍
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 徐輝

1.一種飛行器慣性導航數據與衛星導航數據同步方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取慣性導航數據，獲取衛星導航數據；

(2)提取衛星導航秒脈沖時刻t，提取衛星導航秒脈沖時刻t前后兩個時間點t₁、t₂的慣性導航數據，計算衛星導航秒脈沖時刻t與t₂之間的間隔時間t_GPS，t_GPS＝t₂-t；計算比例系數K_r：T為兩個時間點t₁、t₂之間的時間間隔；

(3)利用計算比例系數K_r計算t時刻慣性導航位置參數和速度參數；

(4)計算t時刻的慣性導航姿態四元數；

利用計算比例系數K_r計算t時刻慣性導航位置參數(x，y，z)和速度參數(V_x，V_y，V_z)的方法為：

位置參數

速度參數：

(X_t1，Y_t1，Z_t1)為t₁時刻慣性導航三方向位置坐標，(X_t2，Y_t2，Z_t2)為t₂時刻慣性導航三方向位置坐標，(V_{x_t1}，V_{y_t1}，V_{z_t1})為t₁時刻慣性導航三方向速度參數，(V_{x_t2}，V_{y_t2}，V_{z_t2})為t₂時刻慣性導航三方向速度參數；

計算t時刻的慣性導航姿態四元數的具體方法為：

(4.1)計算從時刻t₁到t₂間的轉動四元數

(4.2)計算從時刻t₁到t₂間飛行器轉動的角度Δθ_{t_1_2}，Δθ_{t_1_2}＝2·cos^-1(p₀)，當Δθ_{t_1_2}<1×10^-10時，t時刻慣性導航姿態四元數(q₀ q₁ q₂ q₃)為

如果Δθ_{t_1_2}>1×10^-10，計算角度Δθ_{t_1_2}的三個方向分量(Δθ_x,Δθ_y,Δθ_z)，計算比例系數K_θ：則

計算從時刻t₁到t間飛行器轉動的角度Δθ_t的三個方向分量(Δθ_{x_t},Δθ_{y_t},Δθ_{z_t})為：

計算角度Δθ_t，

計算時刻t的慣性導航姿態四元數為：

其中(q_{0_t_1}，q_{1_t_1}，q_{2_t_1}，q_{3_t_1})為時刻t₁的慣性導航姿態四元數，(q_{0_t_2}，q_{1_t_2}，q_{2_t_2}，q_{3_t_2})為時刻t₂的慣性導航姿態四元數；

保證了飛行器濾波導航計算的實時性。

2.如權利要求1所述的慣性導航數據與衛星導航數據同步方法，其特征在于，步驟(2)替換為：提取衛星導航秒脈沖時刻t，提取衛星導航秒脈沖時刻t前后兩個時間點t₁、t₂的慣性導航數據，計算衛星導航秒脈沖時刻t 與t₁之間的間隔時間t_GPS，t_GPS＝t-t₁；計算比例系數K_r：