[發明專利]一種運動狀態下的捷聯慣導系統自對準方法

有效

• 申請號: 202011218434.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112697166B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 牛亞輝;姜校亮;李健一;黃科;段明月;可偉
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發明公開了一種運動狀態下的捷聯慣導系統自對準方法，采集陀螺輸出角位移增量和加速度計輸出線速度增量及對應時間并解算得到初始時刻姿態；利用初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量重新解算，得到各個時刻的速度；將速度作為參考速度計算控制角速度，并利用控制角速度、結合初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量進行羅經對準，得到末尾時刻姿態，并記錄羅經對準過程中得到的速度；利用末尾時刻姿態、角位移增量、線速度增量重新解算，得到初始時刻姿態；將羅經對準過程中的速度作為參考速度計算控制角速度，結合初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量進行羅經對準，得到末尾時刻姿態并輸出。本發明能夠提高慣導系統導航精度。

技術領域

本發明屬于慣性導航技術領域，具體涉及一種運動狀態下的捷聯慣導系統自對準方法。

背景技術

慣性導航系統在進入導航狀態之前必須進行初始對準，初始對準的好壞直接影響導航結果。羅經對準法是一種自對準方法，不依賴外界輸入，因此具有良好的可靠性和隱蔽性。羅經對準不要求精確的數學模型，算法簡單計算量小且可以達到極限對準精度，是一種理想的自對準方法。但是當載體存在運動時，會對對準結果造成較大影響，產生較大的誤差。

在載體運動條件下，載體由地速產生的干擾角速度會包含在陀螺的輸出中，由地速產生的牽連加速度和載體加速度會包含在加速度計的輸出中，這些干擾會導致對準精度降低，甚至產生很大誤差。常用的做法是通過添加外部測速裝置(如GPS)，引入外部的速度測量信息來進行補償。引入外部測速裝置增加了系統復雜度，會降低系統的可靠性，而且對于一些特殊環境中不允許引入外部速度信息。

因此，研究運動狀態下的捷聯慣性導航系統的自對準方法具有重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種運動狀態下的捷聯慣導系統自對準方法，能夠提高慣導系統導航精度。

本發明采取的技術方案如下：

一種運動狀態下的捷聯慣導系統自對準方法，所述自對準方法步驟如下：

步驟一，采集陀螺輸出角位移增量和加速度計輸出線速度增量及對應時間；

步驟二，根據步驟一采集的角位移增量、線速度增量進行解算得到初始時刻姿態；

步驟三，利用初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量重新解算，得到各個時刻的速度；將所述速度作為參考速度計算控制角速度，并利用所述控制角速度、結合初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量進行羅經對準，得到末尾時刻姿態，并記錄羅經對準過程中得到的速度；

步驟四，利用所述末尾時刻姿態、角位移增量、線速度增量重新解算，得到初始時刻姿態；將步驟三中羅經對準過程中的速度作為參考速度計算控制角速度，結合步驟四中所述初始時刻姿態、角位移增量、線速度增量進行羅經對準，得到末尾時刻姿態并輸出。

進一步地，所述步驟二中得到初始時刻姿態的方法具體步驟如下：

步驟201，根據步驟一采集的角位移增量、線速度增量進行粗對準，得到末尾時刻姿態；

步驟202，利用末尾時刻姿態、角位移增量、線速度增量進行逆向純慣性解算得到初始時刻姿態；

步驟203，利用步驟202初始時刻姿態及步驟一采集的角位移增量、線速度增量進行羅經法對準，得到新的末尾時刻姿態；

步驟204，將步驟203中所述新的末尾時刻姿態代入步驟202中，重復步驟202和步驟203，直到最后一次循環的末尾時刻姿態與上一次末尾時刻姿態的絕對差值小于設定閾值，進入步驟三，將最后一次循環的初始時刻姿態作為步驟三中的初始時刻姿態。

進一步地，所述步驟三中解算方法為正向純慣性解算，步驟四中解算方法為逆向純慣性解算。

進一步地，設定閾值為0.01。