[發明專利]一種粒子群算法的粗對準方法

有效

• 申請號: 202010196578.4
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111323049B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 徐博;金坤明;吳磊;李盛新;張嬌;王連釗;郭瑜;張大龍
• 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

本發明公開了一種粒子群算法的粗對準方法，包括：步驟一：建立多矢量定姿模型，求解水平姿態；步驟二：建立粒子群算法模型；步驟三：構建粒子群適應度函數；步驟四：粒子早熟收斂問題的解決；步驟五：進行載體坐標系對導航坐標系姿態矩陣的更新；本發明充分利用慣性系對準算法水平姿態收斂較快的特點，極大降低了構造粒子群算法適應度函數的難度。本發明利用粒子群算法的快速估計能力，將粒子群算法應用到慣性系的粗對準之中，極大縮短了搖擺基座的對準時間。

技術領域

本發明涉及一種粒子群算法的粗對準方法，屬于導航技術領域。

背景技術

初始對準技術是慣性導航系統在正式工作之前的重要準備工作，而粗對準又是初始對準的關鍵，具有廣闊的應用前景。從理論上來說，對準速度是粗對準最為重要的指標之一，粗對準時間的長短直接影響初始對準的優劣。因此，如何在現有條件下，在保障粗對準精度的同時，對粗對準算法進行優化，進一步縮小對準的時間，是初始對準方向需要深入研究的問題。目前針對搖擺基座的粗對準主要采取構造輔助矢量，求解常值矩陣，最終求解姿態矩陣，對準時間有待進一步縮小。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠提高對搖擺基座粗對準的快速性的粒子群算法的粗對準方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種粒子群算法的粗對準方法，包括以下步驟：

步驟一：通過多矢量定姿方法，求解水平姿態，具體為：

載體坐標系相對導航坐標系姿態矩陣可用四個矩陣相乘表示：

地球坐標系相對導航坐標系的旋轉矩陣可由載體所在緯度求得：

其中，L為載體所在位置的緯度；

地心慣性系相對地球坐標系的旋轉矩陣可由地球自轉角速率和對準時間求得：

其中，ω_ie為地球自轉角速度，Δt＝t-t₀為距對準起始時刻的時間間隔；

利用陀螺儀輸出的角速度信息，求得載體坐標系相對載體慣性系的旋轉矩陣即：

其中，表示陀螺儀輸出構成的反對稱矩陣，并且矩陣的初值為單位陣；

捷聯慣導比力方程如下所示：

對比力方程進行變形得：

由化簡得：

在搖擺情況下，轉化為：

將兩邊左乘即在i_b0上的投影得：

將上式兩邊在[t₀,t_k]內積分得：

由于gⁿ＝[0 0 -g]^T，則重力加速度在地心慣性系下的投影為：

對上式進行積分得：

選擇m個時刻的速度vⁱ、作為參考矢量，構造目標方程：