[發明專利]一種不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法

在審

• 申請號: 202010129654.X
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111256731A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王獻忠;劉赟;張國柱;張麗敏;桑小沖;董晉芳
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，將慣組陀螺角速率和加表比力轉換到準北東地坐標系并進行濾波同時確定精對準姿態角：

步驟2，根據準北東地坐標系北向和東向比力估計水平失準角、根據準北東地坐標系東向角速率估計方位失準角，并對估計的水平失準角以及方位失準角進行分段處理：

步驟3，基于所述的水平失準角和方位失準角結合所述的初始對準角，利用四元數乘法計算精對準角度。

2.根據權利要求1所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述步驟1具體包括如下步驟：

步驟1.1，將k時刻慣性坐標系下的慣組陀螺角速率和加表比力轉換到準北東地坐標系；

步驟1.2，在準北東地坐標系對轉換后的角速率和比力進行濾波，確定k時刻準北東地坐標系北向和東向比力以及東向角速率；

步驟1.3，根據準北東地坐標系地向比力，計算失準角，進而得到精對準姿態角。

3.根據權利要求2所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述濾波公式如下：

式中，為第k時刻北向和東向加速度；為第k時刻北向和東向加速度的濾波值；為第k-1時刻北向和東向加速度的濾波值；為第k時刻東向角速度；為第k-1時刻東向角速度；k_lv為權重系數。

4.根據權利要求3所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，k_lv選取：

式中，t為單機測量值更新周期，T為濾波周期，即對T秒數據進行平滑處理，求取濾波值。

5.根據權利要求1所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述步驟2中水平失準角估計公式如下：

如果第k時刻地向加速度測量值則三軸失準角為：

dθ＝0°、dψ＝0°

否則：

式中，為橫滾失準角；dθ為俯仰失準角；dψ為偏航失準角；k_a為橫滾失準角和俯仰失準角的比例系數；k_ω為偏航失準角的比例系數。

6.根據權利要求1或5所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述步驟2中的分段處理即分別對水平失準角和方位失準角中的大失準角進行限幅處理，小失準角進行平滑處理；所述的限幅處理中的限幅值取值范圍5°～15°，所述的小失準角為小于0.1°的失準角，其中水平失準角的限幅值與方位失準角的限幅值相同或者不相同。

7.根據權利要求6所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述的平滑處理即比例作用減弱40％～60％。

8.根據權利要求1所述的不受歷史數據影響快速收斂的地面靜態對準方法，其特征在于，所述步驟4具體包括如下步驟：

步驟4.1，基于水平失準角和方位失準角，利用四元數乘法計算精對準四元數：

步驟4.2，基于精對準四元數，按預定的轉序計算精對準角度。