[發明專利]一種基于凝固載體坐標系的慣導初始姿態解算方法在審
| 申請號： | 202011147250.X | 申請日： | 2020-10-23 |
| 公開（公告）號： | CN113155150A | 公開（公告）日： | 2021-07-23 |
| 發明（設計）人： | 張志利;周召發;趙軍陽;馮磊;管世印;梁哲 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍火箭軍工程大學 |
| 主分類號： | G01C25/00 | 分類號： | G01C25/00 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 燕肇琪 |
| 地址： | 710025 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 凝固 載體 坐標系 初始 姿態 方法 | ||
1.一種基于凝固載體坐標系的慣導初始姿態解算方法，其特征在于：在未知緯度情況下，通過將加表測量重力矢量投影在凝固載體坐標系內，并進行空間矢量的運算來構建對應時刻的地理坐標系，從而達到對準目的；在進行重力矢量數據處理時，使用空間圓擬合的方法來對投影后的重力矢量進行處理，從而減小加表測量誤差產生的誤差影響，由于沒有使用[0 0 -g]T的重力表述，規避了地理坐標系下的重力矢量的表述，從而減小重力異常對初始對準的影響，具體包括如下步驟：
步驟1：以地理系“東—北—天”為導航坐標系n，載體坐標系定義為b系，將初始時刻的載體系進行凝固，稱之為b0系；根據陀螺輸出進行姿態更新，將對準時間內的加速度計測量矢量投影至b0系，同時得到矩陣
步驟2：在b0系內對加速度測量矢量進行空間圓擬合，完成數據處理，進行空間圓擬合主要實現減小加速度計測量隨機漂移、常值漂移的誤差影響并得到擬合圓圓心；
步驟3：根據重力矢量的旋轉錐面特性，擬合圓的圓心矢量即為地軸在b0系的投影，重力矢量與地軸與該時刻的地理北向構成一直角三角形，利用該三角形關系可以得到該時刻的地理北向重力矢量反向即為天向軸地理東向即為對應的即為矩陣
步驟4：通過矩陣傳遞關系完成初始對準。
2.根據權利要求1所述的一種基于凝固載體坐標系的慣導初始姿態解算方法，其特征在于：步驟2中所述的采用空間圓擬合的方法對加速度計測量投影數據進行處理，具體步驟如下：
步驟2.1：設所有投影重力矢量均滿足最佳擬合共面方程，滿足誤差觀測量D：
根據最小二乘理論,平面法向量為
[a,b,c]T＝(ATA)-1ATI
(2)
其中
步驟2.2：推導空間圓與半徑，根據圓心(x0,y0,z0)與任意弦中點連線垂直于弦的特點得到：
又圓心位于2.1所求平面內，由此構建觀測誤差方程組
其中在[l1 l2 … ln-1]T中，
又X滿足2.1所求平面方程[a b c]·X-1＝0，令V＝[v1 v2 … vn]T，
L＝[1 l1 l2 … ln-1]T
有：
V＝F·X-L (6)
此式即間接平差模型，令權值矩陣為1，即權值矩陣P為單位陣，可得X的最小二乘解為
X＝(FTPF)-1FTPl (7)
擬合圓半徑在得到圓心與半徑后，可得到空間圓方程為
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