[發明專利]一種艦船捷聯慣導系統航行間粗對準方法

有效

• 申請號: 202110161311.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112945274B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 奔粵陽;孫炎;李倩;趙玉新;陳力恒;周廣濤;李斌瑋;張強
• 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

1.一種艦船捷聯慣導系統航行間粗對準方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過四元數更新法計算載體系隨時間變化的姿態矩陣即：

式中，表示由陀螺測量輸出構成的反對稱矩陣，并且初值其中，i、e、b、n分別表示慣性系、地球系、載體系和導航系，b(t_k/2)、b(t_k)分別表示在t_k/2時刻和t_k時刻的載體系；表示從p系到q系的3×3的單位正交捷聯矩陣；表示q坐標系相對于p坐標系的角速度在q坐標系的投影；t₀為粗對準的初始時刻,t_k/2為整個粗對準階段的中間時刻，t_k為粗對準結束時刻。t₀到t_k/2，t_k/2到t_k的時間間隔均為h；

步驟2、捷聯慣導比力方程兩邊同時左乘捷聯矩陣后，兩邊再同時求兩重積分；在t₀到t_k時間段，假定導航坐標系n是不轉動的，將對準時間劃分為兩個時間區間，即(t₀，t_k/2)和(t_k/2，t_k)；假定區間(t₀，t_k/2)內，捷聯矩陣為定值，記為假定在區間(t_k/2，t_k)內，捷聯矩陣為定值，記為則在區間(t_k/2，t_k)內，得到方程：

在區間(t₀,t_k/2)，得到方程：

其中，f^b為加速度計在載體系中測量的實際比力，vⁿ表示導航系上的載體運動速度，ω_ie為地球自轉角速率；

步驟3、計算上式中的參數和參數的計算結果具體為：

式中，S_x1，S_x2分別表示在區間(t₀，t_k/2)和(t_k/2，t_k)內由載體經緯度變化引起的艦船東向的路程差；式中的S_y1，S_y2分別表示在區間(t₀，t_k/2)和(t_k/2，t_k)內由載體經緯度變化引起的艦船北向的路程差；該項積分可表示為在(t_k/2，t_k)內無數多塊小面積的加和，即為在(t_k/2，t_k)內的緯度經度λ可通過GPS獲得；T為采樣周期，其中T＝(t_i-t_i-1)；和分別表示載體加速度計在東向、北向和天向的實際輸出值；，和為載體實際運動速度在東向、北向和天向的分量；gⁿ表示地球重力，g為地球的重力加速度值，R為地球半徑；，K為艦船航向角，取北偏東為正。

步驟4、列寫(t₀,t_k/2)和(t_k/2,t_k)內的方程，在區間(t_k/2,t_k)內，令

根據步驟2可得：

則在區間(t₀,t_k/2)內

式中，

步驟5、建立和的關系；

步驟6、利用雙矢量定姿求出捷聯矩陣具體為：

2.根據權利要求1所述的一種艦船捷聯慣導系統航行間粗對準方法，其特征在于：步驟5所述建立和的關系具體為：

根據和步驟3，可知：