專利名稱：一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法。
背景技術(shù)：
為適應(yīng)現(xiàn)代海戰(zhàn)要求，魚(yú)雷制導(dǎo)系統(tǒng)需要提供高精度的定位信息。一些魚(yú)雷已采用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)同時(shí)解決航姿與定位問(wèn)題，使之成為“水中的導(dǎo)彈”，例如法國(guó)的“海鱔”魚(yú)雷。慣導(dǎo)系統(tǒng)定位精度的提高對(duì)制導(dǎo)精度具有重要作用，但是受制于慣性器件精度，其成本也會(huì)隨之大幅度提高，通常對(duì)于陀螺漂移為0.1° /h、加速度計(jì)零偏為 O. 000980147m/s2的慣導(dǎo)系統(tǒng)，導(dǎo)航40min造成的定位誤差約為6km，無(wú)法滿足使用要求。因此，人們開(kāi)始尋求一種利用中精度航姿系統(tǒng)，輔之以其他信息大幅度提高定位精度的方法，同時(shí)為了滿足作戰(zhàn)需要，其輔助信息最好完全自主，且不易暴露。基于這兩方面考慮，利用魚(yú)雷螺旋槳轉(zhuǎn)速進(jìn)行換算可得到雷速信息，該信息精度雖然不高，但完全自主，且不隨時(shí)間發(fā)散，對(duì)于中精度航姿系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一種理想的輔助信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服中精度航姿系統(tǒng)純慣性導(dǎo)航定位精度差的不足之處，提供一種利用雷速信息輔助中精度航姿系統(tǒng)進(jìn)行組合導(dǎo)航的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，包括下列步驟(I)在航姿系統(tǒng)準(zhǔn)備階段進(jìn)行基于速度或速度與姿態(tài)相匹配的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)；(2)利用航姿系統(tǒng)速度信息修正雷速信息；(3)利用修正后的雷速信息輔助航姿系統(tǒng)進(jìn)行組合導(dǎo)航。如上所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其中所述步驟(3) 中，利用修正后的雷速信息進(jìn)行航向分解得到北向、東向速度；再得到航位推算后的緯度、 經(jīng)度；以航姿系統(tǒng)相對(duì)雷速的速度誤差和相對(duì)航位推算的經(jīng)緯度誤差作為觀測(cè)量，建立組合導(dǎo)航卡爾曼濾波器，進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算。如上所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其中所述步驟(2) 中修正雷速信息的方法如下(2. I)計(jì)算航姿系統(tǒng)合速度
權(quán)利要求
1.一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，包括下列步驟(1)在航姿系統(tǒng)準(zhǔn)備階段進(jìn)行基于速度或速度與姿態(tài)相匹配的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)；(2)利用航姿系統(tǒng)速度信息修正雷速信息；(3)利用修正后的雷速信息輔助航姿系統(tǒng)進(jìn)行組合導(dǎo)航。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟(3)中，利用修正后的雷速信息進(jìn)行航向分解得到北向、東向速度；再得到航位推算后的緯度、經(jīng)度；以航姿系統(tǒng)相對(duì)雷速的速度誤差和相對(duì)航位推算的經(jīng)緯度誤差作為觀測(cè)量，建立組合導(dǎo)航卡爾曼濾波器，進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟(2)中修正雷速信息的方法如下(2. I)計(jì)算航姿系統(tǒng)合速度
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟(2)中采用滑動(dòng)平均方法估計(jì)平均雷速誤差5F。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其特征在于用雷速信息Vu減去實(shí)時(shí)雷速誤差或平均雷速誤差得到修正后的雷速信息T LS O
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟(3)的組合導(dǎo)航具體分為(3. I)對(duì)修正后的雷速信息V' LS進(jìn)行航向分解
7.—種魚(yú)雷中精度航姿導(dǎo)航方法，其特征在于包括如下步驟首先航姿系統(tǒng)通電進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，然后魚(yú)雷發(fā)射；魚(yú)雷發(fā)射后，經(jīng)機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；進(jìn)行雷速誤差估計(jì)；然后在勻速直航期間采用一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法進(jìn)行導(dǎo)航解算；當(dāng)魚(yú)雷航路點(diǎn)轉(zhuǎn)彎時(shí)，采用航姿系統(tǒng)的速度進(jìn)行航位推算；航路點(diǎn)轉(zhuǎn)彎結(jié)束后，恢復(fù)至勻速直航時(shí)，采用一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法進(jìn)行導(dǎo)航解算。
全文摘要
本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種基于雷速的中精度航姿系統(tǒng)組合導(dǎo)航方法。目的是克服中精度航姿系統(tǒng)純慣性導(dǎo)航定位精度差的不足之處。該方法的步驟為(1)在航姿系統(tǒng)準(zhǔn)備階段進(jìn)行基于速度或速度與姿態(tài)相匹配的動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)；(2)利用航姿系統(tǒng)速度信息修正雷速信息；(3)利用修正后的雷速信息輔助航姿系統(tǒng)進(jìn)行組合導(dǎo)航。該方法利用修正后的雷速信息輔助中精度航姿系統(tǒng)進(jìn)行組合導(dǎo)航，大幅度提高了魚(yú)雷的制導(dǎo)定位精度，克服了組合導(dǎo)航精度低，組合信息波動(dòng)幅度大等缺點(diǎn)；且無(wú)需增加新設(shè)備，成本低、自主性好、方法簡(jiǎn)單易行，為中精度航姿系統(tǒng)提高組合導(dǎo)航精度提供了一種有效途徑。
文檔編號(hào)G01C21/20GK102607556SQ20121001670
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者周章華, 李延, 熊建瓊, 趙春雨, 邱宏波, 黃妍妍 申請(qǐng)人:北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所