[發明專利]一種直接基于四階羅經方位對準系統收斂時間的分析方法

有效

• 申請號: 201811017319.X
• 申請日: 2018-09-01
• 公開（公告）號: CN109282831B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 何東旭;蔡靜;周佳加;葛磊;程建華;張鑫;李家祥;王諾
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種直接基于四階羅經方位對準系統收斂時間的分析方法，通過找出系統誤差，獲得系統誤差的方位誤差頻域響應，設置羅經方位對準參數，求得東向陀螺常值漂移頻域響應函數和初始方位誤差頻域響應函數，拉普拉斯反變換為東向陀螺常值漂移時域響應函數和初始方位誤差時域響應函數并化簡，反解收斂時間t。本發明實現了對羅經方位對準相關參數的合理選擇和對羅經方位對準收斂時間的精準控制，解決了用經典的二階羅經方位對準系統類比四階羅經方位對準系統的問題，巧妙地將四階羅經方位對準系統方位誤差從頻域轉化到時域上研究，解決了無法以初始方位誤差穩態值的百分比取誤差帶的問題，同時滿足了對慣性器件精度和方位角精度的要求。

技術領域

本發明屬于慣性導航領域，具體涉及一種直接基于四階羅經方位對準系統收斂時間的分析方法。

背景技術

慣性導航系統是一種完全自主式的系統，它不依賴外界任何信息，也不向外發射任何信號，具有高度隱蔽、全天候和全球導航能力。慣性導航系統在航空、航天、航海等很多軍用和民用領域都得到了廣泛的應用，成為目前在各種載體上應用的一種主要導航設備。為了保證慣性導航系統達到高性能指標，初始對準是慣性導航系統的關鍵技術之一，而羅經對準是一種利用羅經效應和經典控制理論的自主式初始對準方法。羅經對準具有設計參數少、計算量小、易于實現等優點。因此，該方法一直是初始對準技術的研究熱點。

對于初始對準技術而言，對準時間越長，對準精度越高，但是在實際工程應用中所要求的對準時間是有限的。所以期望通過對相關參數的合理設置，實現將系統對準的收斂時間控制在所要求的時間范圍內。對于羅經對準方法來說，收斂時間也是一項重要的指標，在固定的初始對準時間內，既期望系統抗干擾能力強，能將環境的隨機干擾降低到最小，又要使系統能在初始對準時間內收斂，而這二者是相互矛盾的。并且，羅經對準分為水平對準和方位對準，因為水平對準速度快、精度高，難度較小，所以方位對準是整個對準過程的關鍵和難點，這就需要對羅經方位對準收斂時間進行分析。由于其它因素對于收斂時間的影響的數量級和效果較小，本發明重點針對東向陀螺漂移、初始方位角誤差對羅經方位對準收斂時間的影響進行分析。

關于慣性系統羅經對準技術的相關文獻較多，但是鮮有對羅經對準收斂時間分析的方法。其中典型文獻有嚴恭敏的《捷聯慣導系統動基座初始對準及其它相關問題研究》(西北工業大學博士后研究工作報告，2008)，提出了基于姿態逆向解算的羅經對準方法，將慣導數據存儲起來反復解算，使羅經對準快速收斂，并設計了四階羅經方位對準控制系統，并指出羅經方位對準收斂時間與設置的二階阻尼震蕩周期有關，但該文沒有直接分析四階羅經方位對準控制系統，僅以傳統二階系統的分析方法類比四階羅經方位對準控制系統。基于上述原因，提出了對羅經方位對準收斂時間的分析方法，為羅經方位對準相關參數的設置和收斂時間的控制提供理論參考，具有重要的實際意義。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種直接基于四階羅經方位對準系統收斂時間的分析方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種直接基于四階羅經方位對準系統收斂時間的分析方法，具體實現步驟如下：

步驟1.分析四階羅經方位對準原理框圖，找出影響四階羅經方位對準控制系統收斂時間的系統誤差，包括東向陀螺常值漂移和初始方位誤差；

步驟2.根據四階羅經方位對準原理框圖，獲得系統誤差的方位誤差頻域響應；

步驟3.參數設置，根據慣性器件精度及初始方位誤差，設置羅經方位對準參數，其參數設置方法是將一個四階系統變成兩個相同的二階系統的串聯形式；

步驟4.通過步驟2中的方位誤差頻域響應求得東向陀螺常值漂移頻域響應函數和初始方位誤差頻域響應函數；

步驟5.將步驟4中東向陀螺常值漂移頻域響應函數和初始方位誤差頻域響應函數通過拉普拉斯反變換為東向陀螺常值漂移時域響應函數和初始方位誤差時域響應函數；