[發明專利]一種基于誤差估計的慣性導航仿真方法

在審

• 申請號: 201811496647.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109443391A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 吳鎮;宋振華;張迪;陳意芬;李晨;秦峰;袁杰波;劉偉鵬;王暉輝;韓琳;張學進;李真;周革;黃可西;劉康
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明公開了一種基于誤差估計的慣性導航仿真方法，包括以下步驟：獲取飛行基準航跡數據；設置慣性器件誤差數據；設置慣性導航初始誤差數據；利用慣導誤差方程和四階龍哥庫塔公式，計算不同時刻慣性導航誤差；將計算得到的不同時刻導航誤差，疊加到彈體相同時刻對應的真實位置、速度、姿態上，得到基于誤差估計的慣性導航仿真結果。本發明從誤差傳播機理出發，給出了捷聯慣導系統速度誤差方程、位置誤差方程和姿態誤差方程，結合真實的速度、位置和姿態信息，實現了基于誤差估計的慣性導航仿真方法。本發明可以作為慣性導航仿真的一個新的途徑，又可以作為驗證傳統仿真方法的一個有效途徑，具有良好的工程應用價值。

技術領域

本發明涉及慣性導航仿真領域，尤其涉及到一種基于誤差估計的慣性導航仿真方法， 能夠進行不同誤差情況下的慣性導航仿真，對于研究導彈慣性導航算法、慣性導航誤差 具有重要作用。

背景技術

慣性導航仿真的方法有兩種：

1)直接慣性導航仿真——給定初始的位置、速度和姿態信息以及實時的陀螺儀、加 速度計輸出，采用慣性導航編排方程進行慣性導航仿真；

2)基于誤差估計的慣性導航仿真——第一步采用慣性導航誤差方程計算得到慣性導 航誤差，進而疊加到真值上實現慣性導航仿真。

由于防空導彈慣性導航系統造價昂貴，加之空中試驗成本高、難度大，并且實驗室內真實慣導系統不能提供彈體運動的動態參數，無法滿足導彈綜合動態仿真實驗的要求，因此需要利用仿真方法對進行慣性導航算法進行研究。

直接慣性導航仿真方法成熟、有效，但是按照傳統方法編寫完成一套仿真程序后，缺少對程序正確性進行充分驗證的手段。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供基于誤差估計的慣性導航仿真方法， 給出了慣性導航的速度誤差方程、位置誤差方程和姿態誤差方程，從而實現基于誤差估 計的慣性導航仿真。

本發明主要通過下述技術方案得以解決的：

一種基于誤差估計的慣性導航仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：獲取飛行基準航跡數據；

步驟S2：設置慣性器件誤差數據；

步驟S3：設置慣性導航初始誤差數據；

步驟S4：利用慣導誤差方程和四階龍哥庫塔公式，計算不同時刻慣性導航誤差；

步驟S5：將計算得到的不同時刻導航誤差，疊加到彈體相同時刻對應的真實位置、速度、姿態上，得到基于誤差估計的慣性導航仿真結果。

其中，所述步驟S1中，飛行基準航跡數據包括：經度L、緯度λ、高度h、北向速 度V_N、天向速度V_U、東向速度V_E、偏航角ψ、俯仰角θ、滾動角φ、彈體系加速度、 彈體系角速度，其中彈體系加速度包括X向加速度Y向加速度Z向加速度所述彈體系角速度包括X向角速度Y向角速度Z向角速度

其中，所述步驟S2中，慣性器件誤差包括：加速度計刻度系數誤差δK_Ai，加速度計安裝誤差角δA_i，陀螺刻度系數誤差δK_Gi，陀螺安裝誤差角δG_i，加速度計零位誤差陀螺儀零位誤差其中i＝x,y,z。