[發明專利]一種極區格網坐標系動基座粗對準方法

有效

• 申請號: 202010751924.0
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111947685B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 徐祥;朱辰霄;黃玲;葛浩冉;趙鶴鳴
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 吳竹慧

1.一種極區格網坐標系動基座粗對準方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取傳感器的測試數據，根據所述傳感器的測試數據對姿態進行更新；

S2、構造GNSS速度輔助下格網坐標系的矢量觀測器；

S3、根據S2中的矢量觀測器構建基于迭代原理的矢量觀測器，獲得觀測矢量和參考矢量；

S4、根據觀測矢量和參考矢量進行姿態確定，完成初始對準；

其中，所述S1中根據所述傳感器的測試數據對姿態進行更新，具體包括：

由姿態更新算法得到

其中，表示格網系姿態矩陣微分；表示載體系姿態矩陣微分；表示格網系相對于初始格網系的方向余弦矩陣；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示格網系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的映射；表示載體系相對于慣性系的旋轉角速度在載體系的映射；

利用方向余弦鏈式法則，得到

其中，表示載體系相對于格網系的實時方向余弦矩陣；表示初始格網系相對于格網系的方向余弦矩陣；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示初始載體系與初始格網系之間的方向余弦矩陣；

所述S2具體包括：

根據比力方程，

其中，表示導航系速度的微分；表示載體系相對于導航系變化的方向余弦矩陣；f^b表示比力；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在導航系的投影；表示導航系相對于地球系的轉動角速度在導航系的投影；×表示矢量叉乘運算；vⁿ表示導航系速度；gⁿ表示重力加速度在導航系下的投影；

由矢量映射關系得到

其中，表示導航系速度的微分；表示載體系相對于導航系變化的方向余弦矩陣；f^b表示比力；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在導航系的投影；表示導航系相對于地球系的轉動角速度在導航系的投影；×表示矢量叉乘運算；vⁿ表示導航系速度；gⁿ表示重力加速度在導航系下的投影；表示導航系到格網系的方向余弦；表示載體系相對于格網系變化的方向余弦矩陣；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的投影；表示格網系相對于地球系的轉動角速度在格網系的投影；g^g表示重力加速度在格網系下的投影；v^g表示格網系速度；

由矢量映射關系獲得

其中，表示格網系速度的微分；表示初始格網系相對于格網系的方向余弦矩陣；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示初始載體系與初始格網系之間的方向余弦矩陣；f^b表示比力；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的投影；表示格網系相對于地球系的轉動角速度在格網系的投影；g^g表示重力加速度在格網系下的投影；v^g表示格網系速度；

則

其中，表示格網系速度的微分；表示格網系相對于初始格網系的方向余弦矩陣；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示初始載體系與初始格網系之間的方向余弦矩陣；f^b表示比力；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的投影；表示格網系相對于地球系的轉動角速度在格網系的投影；g^g表示重力加速度在格網系下的投影；v^g表示格網系速度；

對上式兩邊進行積分運算，

其中，表示格網系速度的微分；表示格網系相對于初始格網系的方向余弦矩陣；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示初始載體系與初始格網系之間的方向余弦矩陣；f^b表示比力；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的投影；表示格網系相對于地球系的轉動角速度在格網系的投影；g^g表示重力加速度在格網系下的投影；v^g表示格網系速度；t表示積分時間；

計算得到

式中，β表示觀測矢量；α表示參考矢量；表示初始載體系與初始格網系之間的方向余弦矩陣；表示格網系相對于初始格網系的方向余弦矩陣；v^g表示格網系速度；v^g(0)表示初始時刻格網系速度；表示地球系相對于慣性系的旋轉角速度在格網系的投影；g^g表示重力加速度在格網系下的投影；表示載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；f^b表示比力。