專利名稱：一種自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于姿態(tài)解算技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)解算中通常采用慣性速度和位置計算導(dǎo)航坐標系的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)導(dǎo)航坐標系對地理坐標系的跟蹤及姿態(tài)角的計算。由于慣性速度和位置存在隨時間積累的誤差，由此帶來姿態(tài)更新誤差，給系統(tǒng)精度帶來不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)解算中存在姿態(tài)更新誤差 問題，給系統(tǒng)精度帶來不利影響。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述該方法具體包括以下步驟步驟1.建立導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差補償模型；步驟2.采用速率計信息補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差。本方法在速率計可用時采用航位推算，通過姿態(tài)矩陣分解速率計測得的載體里程增量獲得導(dǎo)航坐標系的航位推算速度和位置，根據(jù)航位推算速度計算載體運動引起的導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差，根據(jù)航位推算位置計算地球自轉(zhuǎn)角速率在導(dǎo)航坐標系中的投影誤差；在速率計不可用時，采用車載條件運動特性計算導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)的誤差；通過姿態(tài)更新算法進行導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差的補償，實現(xiàn)導(dǎo)航坐標系對地理坐標系的跟蹤。步驟1.建立導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差補償模型具體包括以下步驟設(shè)導(dǎo)航坐標系的旋轉(zhuǎn)角速度為
<=<+<(I)
為跟蹤地球旋轉(zhuǎn)的角速度，《I為由于載體運動引起的相對地球的旋轉(zhuǎn)角速度；
2
Xe
Ep_
I
η
RRR
\mie cosφ coie sinφ θ]Γ(3 )
其中
Ve摜導(dǎo)東向速度，單位米/秒；
-慣導(dǎo)北向速度，單位米/秒；
Vn
R-
-地球半徑，單位米；
一地球自轉(zhuǎn)角速度，單位弧度/秒
φ——當?shù)鼐暥?，單位弧度；?dǎo)航坐標系跟蹤載體運動引起的旋轉(zhuǎn)誤差為
權(quán)利要求
1.一種自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟步驟1.建立導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差補償模型；步驟2.采用速率計信息補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差；本方法在速率計可用時采用航位推算，通過姿態(tài)矩陣分解速率計測得的載體里程增量獲得導(dǎo)航坐標系的航位推算速度和位置，根據(jù)航位推算速度計算載體運動引起的導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差，根據(jù)航位推算位置計算地球自轉(zhuǎn)角速率在導(dǎo)航坐標系中的投影誤差；在速率計不可用時，采用車載條件運動特性計算導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)的誤差；通過姿態(tài)更新算法進行導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差的補償，實現(xiàn)導(dǎo)航坐標系對地理坐標系的跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法，其特征在于步驟1.建立導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差補償模型具體包括以下步驟設(shè)導(dǎo)航坐標系的旋轉(zhuǎn)角速度 ；為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法，其特征在于步驟2.采用速率計信息補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差具體通過以下步驟實現(xiàn)在某個采樣周期內(nèi)，速率計提供的載體速度為Vs，利用慣導(dǎo)系統(tǒng)提供的姿態(tài)角將其投影為載體北向速度和載體東向速度匕13":
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法，其特征在于步驟3.利用車載條件下運動特性補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差具體通過以下步驟實現(xiàn) 當定位定向系統(tǒng)的速率計不可用時，用車載條件下側(cè)向速度為零的特性計算慣導(dǎo)速度和位置誤差，并采用計算的速度誤差、位置誤差補償導(dǎo)航坐標系跟蹤地理坐標系的旋轉(zhuǎn)誤差；在短時間O Nt內(nèi)，慣導(dǎo)速度誤差采用以下公式描述
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法，其特征在于=Nt 為 IOmin0(16)(17a)(17b)(18)X，計算出X后，采用式(17)計算慣
全文摘要
本發(fā)明屬于姿態(tài)解算技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自主提高定位定向系統(tǒng)慣性姿態(tài)解算精度的方法。本發(fā)明的方法具體包括以下步驟步驟1.建立導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差補償模型；步驟2.采用速率計信息補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導(dǎo)航坐標系旋轉(zhuǎn)誤差。本發(fā)明解決了現(xiàn)有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)解算中存在姿態(tài)更新誤差，給系統(tǒng)精度帶來不利影響的技術(shù)問題。本發(fā)明的方法通過定位定向系統(tǒng)可提供的輔助信息獲得更高精度的速度和位置信息，并將該信息引入姿態(tài)解算，提高了姿態(tài)精度。
文檔編號G01C21/16GK102997916SQ201110273058
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者劉輝, 尚克軍, 王子靜, 徐策, 李文耀, 王黎斌, 扈光峰, 周祖洋, 謝仕民, 李邦清, 劉峰 申請人:北京自動化控制設(shè)備研究所