[發明專利]利用地磁信息和加速計解算飛行器姿態的方法

有效

• 申請號: 201910231418.6
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110017808B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李虹言;林德福;王江;王偉;王輝;楊世超;段鑫堯;陳斯;程文伯;王亞東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C21/00;G01C21/08;G01C21/20;G05D1/08
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

1.一種利用地磁信息和加速計解算飛行器姿態的方法，其特征在于，

加速計每一時刻的測量值解算出的滾轉角γ_A由以下式Ⅱ給出：

其中，ω_x為加速度計測量的滾轉角，t₀為積分起始點，t_f為計算滾轉角的時刻；

飛行器質心位置與加速度計安裝位置的矢量為d，飛行器的滾轉角速度矢量為ω_x，根據加速度計的臂桿效應，加速度計的徑向測量值a_r為

a_r＝ω_x²d

根據上式解算得到滾轉角速度ω_x；

所述加速計測量值解算出的滾轉角γ_A＝γ+δγ_A；

γ表示飛行器的真實滾轉角；

δγ_A為解算誤差，誤差δγ_A～N(0,σ_A²)，σ_A²根據選用的加速計的性能參數確定；

所述磁阻傳感器測量值解算出的滾轉角γ_M＝γ+δγ_M；

γ表示飛行器的真實滾轉角；

δγ_M為磁阻傳感器測定滾轉角的解算誤差，誤差δγ_M～N(0,σ_M²)，其中σ_M²由飛行器的俯仰和偏航誤差角決定；

以磁阻傳感器和加速計的測量誤差為權重，對飛行器縱軸與地磁矢量夾角變化確定的測量噪聲協方差矩陣進行調整；

加速計的敏感軸與飛行器的縱軸垂直安裝，且傳感器兩軸正交；

當飛行器縱軸與當地地磁矢量夾角小于W時，采用式Ⅰ所示的利用磁阻傳感器的測量值解算出的滾轉角γ_M和加速計測量值解算出的滾轉角γ_A進行加權平均獲得飛行器滾轉角的最優解算值

σ_M²為磁阻傳感器解算值的方差；

σ_A²為加速計冗余測量值的方差；

γ_M為根據磁阻傳感器的測量值解算出的滾轉角；

γ_A為根據加速計每一時刻的測量值解算出的滾轉角。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當飛行器縱軸與當地地磁矢量夾角大于W時，僅采用磁阻傳感器的測量值來解算滾轉角的最優解算值

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述W為8～14°。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述W為9～12°。