[發(fā)明專利]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法

有效

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• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115077566B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡小毛;羅巍;馬林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 陳欣

1.一種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系，并獲得虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系與解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系之間的第一轉(zhuǎn)換式；

將解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的慣性測量單元的原始數(shù)據(jù)按照第一轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系進(jìn)行觀測，獲得第一誤差參數(shù)；

將第一誤差參數(shù)按照第二轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系進(jìn)行解算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述建立虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系，并獲得虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系與解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系之間的第一轉(zhuǎn)換式步驟中，所述解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系包括參考坐標(biāo)系、待標(biāo)定陀螺坐標(biāo)系和待標(biāo)定加速度計坐標(biāo)系，所述虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系包括虛擬參考坐標(biāo)系、虛擬陀螺坐標(biāo)系和虛擬加速度計坐標(biāo)系，其中，所述參考坐標(biāo)系和所述虛擬參考坐標(biāo)系均為正交坐標(biāo)系，所述待標(biāo)定陀螺坐標(biāo)系、所述待標(biāo)定加速度計坐標(biāo)系、所述虛擬陀螺坐標(biāo)系和所述虛擬加速度計坐標(biāo)系均為非正交坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述將解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的慣性測量單元的原始數(shù)據(jù)按照第一轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系，獲得第一誤差參數(shù)步驟中，所述第一轉(zhuǎn)換式為：

其中，p為參考臺體坐標(biāo)系；p₁為虛擬參考臺體坐標(biāo)系；g為待標(biāo)定陀螺坐標(biāo)系；g₁為虛擬陀螺坐標(biāo)系，a為待標(biāo)定加速度計坐標(biāo)系；a₁為虛擬加速度計坐標(biāo)系，為加速度計本體坐標(biāo)系至虛擬加速度計本體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣，為陀螺本體坐標(biāo)系至虛擬陀螺本體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣，為參考臺體坐標(biāo)系至虛擬參考臺體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述將第一誤差參數(shù)按照第二轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系進(jìn)行觀測步驟中，所述第一誤差參數(shù)包括第一陀螺誤差參數(shù)，所述第二轉(zhuǎn)換式包括將第一陀螺誤差參數(shù)轉(zhuǎn)換至解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的第一子轉(zhuǎn)換式，所述第一子轉(zhuǎn)換式為：

其中，為陀螺坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，為陀螺坐標(biāo)系安裝誤差，為虛擬陀螺坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，為虛擬陀螺坐標(biāo)系安裝誤差；

其中，、、分別為陀螺坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，、、分別為虛擬陀螺坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，、、、、、分別為陀螺坐標(biāo)系安裝誤差，、、、、、分別為虛擬陀螺坐標(biāo)系安裝誤差。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述將第一誤差參數(shù)按照第二轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系進(jìn)行解算步驟中，所述第一誤差參數(shù)包括第一加速度計誤差參數(shù)，所述第二轉(zhuǎn)換式包括將第一加速度計誤差參數(shù)轉(zhuǎn)換至解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的第二子轉(zhuǎn)換式，所述第二子轉(zhuǎn)換式為：

其中，為加速度計坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，為加速度計坐標(biāo)系安裝誤差，為虛擬加速度計坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，為虛擬加速度計坐標(biāo)系安裝誤差；

其中，、、分別為加速度計坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，、、分別為虛擬加速度計坐標(biāo)系標(biāo)度因數(shù)，、、、、、分別為加速度計坐標(biāo)系安裝誤差，、、、、、分別為虛擬加速度計坐標(biāo)系安裝誤差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述將解算數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的慣性測量單元的原始數(shù)據(jù)按照第一轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)換至虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系進(jìn)行觀測，獲得第一誤差參數(shù)步驟中，包括：

對轉(zhuǎn)換至虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)激勵次序處理，利用卡爾曼濾波器估計在虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系中的第一誤差參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算方法，其特征在于，所述對轉(zhuǎn)換至虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系的原始數(shù)據(jù)解算時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)激勵次序處理，利用卡爾曼濾波器估計在虛擬數(shù)學(xué)平臺坐標(biāo)系中的誤差參數(shù)步驟中，包括：

通過卡爾曼濾波器的誤差方程對誤差狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，通過卡爾曼濾波器的觀測方程對預(yù)測的誤差狀態(tài)進(jìn)行更新，進(jìn)而解算標(biāo)定出第一誤差參數(shù)。