[發(fā)明專利]一種基于慣性系的組合導航初始粗對準方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711112755.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107941242A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 張濤;陳浩;顏亞雄
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 施昊

1.一種基于慣性系的組合導航初始粗對準方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立初始對準坐標系；

(2)獲取傳感器信息，包括GPS系統(tǒng)得到的經(jīng)緯度信息、里程計的速度信息以及陀螺儀和加速度計的信息，并利用經(jīng)緯度信息求取變換矩陣；

(3)利用FIR濾波器對陀螺儀、加速度計以及里程計的信息進行濾波以降低系統(tǒng)的高頻噪聲干擾，并對FIR濾波器進行時延分析；

(4)將FIR濾波器的輸出用于導航解算，將姿態(tài)矩陣分解成多個坐標變換矩陣，從而將姿態(tài)矩陣的求解轉(zhuǎn)化為常值矩陣求解，并對FIR濾波器進行時延補償，其中下標b表示載體坐標系，上標n表示導航坐標系，下標表示凝固慣性坐標系，上標i₀表示初始時刻慣性坐標系；

(5)采用姿態(tài)優(yōu)化算法求解常值矩陣完成初始粗對準。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于慣性系的組合導航初始粗對準方法，其特征在于，步驟(1)中所述初始對準坐標系包括：

i系，即地心慣性坐標系，ox_i軸在赤道平面內(nèi)且指向春分點，oz_i軸指向地球自轉(zhuǎn)方向，三軸構(gòu)成右手坐標系；

e系，即地球坐標系，ox_e軸在赤道平面內(nèi)且指向中央子午線，oz_e軸沿地球自轉(zhuǎn)方向，三軸構(gòu)成右手坐標系；

n系，即導航坐標系，選取“東-北-天”坐標系為導航坐標系；

b系，即載體坐標系，定義“右-前-上”坐標系為載體系；

i₀系，即初始時刻慣性坐標系，在初始對準起始時刻，ox_i0軸在當?shù)刈游缑鎯?nèi)且平行于赤道平面，oz_i0軸指向地球自轉(zhuǎn)方向，三軸構(gòu)成右手坐標系，初始對準開始后i₀系三軸方向相對慣性空間保持不動；

e₀系，即初始時刻地球坐標系，原點為地球中心，ox_e0軸在赤道平面內(nèi)且指向當?shù)刈游缇€，oz_e0沿地球自轉(zhuǎn)方向，三軸構(gòu)成右手坐標系；

n₀系，即初始時刻導航坐標系，把初始對準開始時刻的導航坐標系定義為n₀系，它相對地球表面固定不動，即不隨捷聯(lián)慣組在地球表面運動而運動；

系，即凝固慣性坐標系，在初始對準起始時刻系重合于b系，初始對準開始后系不隨捷聯(lián)慣性系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，即在慣性空間中保持指向不變。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于慣性系的組合導航初始粗對準方法，其特征在于，在步驟(3)中采用三階FIR濾波器，濾波公式如下：

y(k)＝b₀x(k)+b₁x(k-1)+b₂x(k-2)+b₃x(k-3)-a₁y(k-1)-a₂y(k-2)-a₃y(k-3)

上式中，x(k)為傳感器讀取的數(shù)據(jù)，y(k)為FIR濾波器的輸出；b₀,a_i,b_i為系數(shù)，i＝1,2,3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于慣性系的組合導航初始粗對準方法，其特征在于，在步驟(3)中，計算FIR濾波器的時間延遲：

Δt=N-12*Fs]]>

上式中，N為抽頭數(shù)，F(xiàn)s為采樣頻率。