[發(fā)明專利]一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010559292.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN111829553A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬飛;孟兆海;陳佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、用戶下載完全規(guī)格化位系數(shù)的文本文檔并與慣導(dǎo)系統(tǒng)位置信息輸入至PC-104；

步驟2、PC-104將慣導(dǎo)系統(tǒng)位置信息中的大地經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為地心經(jīng)緯度；

步驟3、PC-104使用地心經(jīng)緯度進(jìn)行Legendre函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的計(jì)算；

步驟4、PC-104將計(jì)算得到的Legendre函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)與完全規(guī)格化位系數(shù)文本文檔中完全規(guī)格化位系數(shù)導(dǎo)入全球重力模型EGM2008進(jìn)行垂線偏差計(jì)算，得到垂線偏差東西向和南北向分量；

步驟5、PC-104將計(jì)算得到垂線偏差東西向和南北向分量輸入至慣導(dǎo)系統(tǒng)，慣導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)垂線偏差東西向和南北向分量對(duì)擾動(dòng)重力進(jìn)行補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟2中的具體方法為：

Lat_Earthcore＝arctan(Lat_Geo)/((1-f)^2)

其中，Lat_Geo為大地經(jīng)緯度，Lat_Earthcore為地心經(jīng)緯度，f為地球扁率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟3中PC-104使用轉(zhuǎn)換的地心經(jīng)緯度進(jìn)行Legendre函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的計(jì)算所使用的方法為基于跨階次遞推法的Legendre函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述跨階次遞推算法模型為：

其中，m和n計(jì)算階次，2≤m≤n≤2160，為L(zhǎng)egendre函數(shù)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述跨階次遞推算法模型中遞推初值為：α_n,n-1≡0，α_n,n≡0，因此

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟4中全球重力模型EGM2008進(jìn)行垂線偏差計(jì)算的方法為：

其中，ξ_model為垂線偏差南北向分量，η_model為垂線偏差東西向分量，λ為計(jì)算點(diǎn)的地心緯度；和為完全規(guī)格化位系數(shù)；N_max是計(jì)算模型的最大階數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述步驟5中慣導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)垂線偏差東西向和南北向分量對(duì)擾動(dòng)重力進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒椋褐亓_動(dòng)可等效成相同方向的加速度計(jì)零位，通過EGM2008地球橢球模型計(jì)算出來的垂線偏差南北分量ξ和垂線偏差東西分量η使用速度誤差方程和姿態(tài)誤差方程計(jì)算。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于PC-104的高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)擾動(dòng)重力補(bǔ)償方法，其特征在于：所述速度誤差方程為：

所述姿態(tài)誤差方程為：

g＝G+δg

其中，δg_N＝G×ξ_model，δg_E＝G×η_model，δg_D為垂向重力異常，在補(bǔ)償中可以忽略不計(jì)，為姿態(tài)誤差變化量；δα、δβ、δγ為姿態(tài)角誤差，α、β、γ為姿態(tài)角；δv_N為北向速度誤差、δv_E為東向速度誤差、δv_D為垂向速度誤差；v_N為北向速度、v_E為東向速度、v_D為垂向速度；為北向速度誤差變化量，為東向速度誤差變化量，為垂向速度誤差變化量；δL為緯度誤差、δl為精度誤差、δh為高度誤差；L為維度、l為精度、h為高度；為緯度誤差變化量，為經(jīng)度誤差變化量，為高度誤差變化量；g為重力加速度，δg為重力擾動(dòng)，R為地球半徑，Ω為地球自轉(zhuǎn)角速度。