一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法

2023-04-26 12:05:56 2

專利名稱：一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法
技術領域：
本發明屬於姿態解算技術領域，涉及一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法。
背景技術：
現有慣性導航系統姿態解算中通常採用慣性速度和位置計算導航坐標系的轉動，實現導航坐標系對地理坐標系的跟蹤及姿態角的計算。由於慣性速度和位置存在隨時間積累的誤差，由此帶來姿態更新誤差，給系統精度帶來不利影響。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是現有慣性導航系統姿態解算中存在姿態更新誤差 問題，給系統精度帶來不利影響。本發明的技術方案如下所述該方法具體包括以下步驟步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型；步驟2.採用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導航坐標系旋轉誤差。本方法在速率計可用時採用航位推算，通過姿態矩陣分解速率計測得的載體裡程增量獲得導航坐標系的航位推算速度和位置，根據航位推算速度計算載體運動引起的導航坐標系旋轉誤差，根據航位推算位置計算地球自轉角速率在導航坐標系中的投影誤差；在速率計不可用時，採用車載條件運動特性計算導航坐標系旋轉的誤差；通過姿態更新算法進行導航坐標系旋轉誤差的補償，實現導航坐標系對地理坐標系的跟蹤。步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型具體包括以下步驟設導航坐標系的旋轉角速度為
<=<+<(I)
為跟蹤地球旋轉的角速度，《I為由於載體運動引起的相對地球的旋轉角速度；
2
Xe
Ep_
I
η
RRR
\mie cosφ coie sinφ θ]Γ(3 )
其中
Ve摜導東向速度，單位米/秒；
-慣導北向速度，單位米/秒；
Vn
R-
-地球半徑，單位米；
一地球自轉角速度，單位弧度/秒
φ——當地緯度，單位弧度；導航坐標系跟蹤載體運動引起的旋轉誤差為
權利要求
1.一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法，其特徵在於該方法具體包括以下步驟步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型；步驟2.採用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導航坐標系旋轉誤差；本方法在速率計可用時採用航位推算，通過姿態矩陣分解速率計測得的載體裡程增量獲得導航坐標系的航位推算速度和位置，根據航位推算速度計算載體運動引起的導航坐標系旋轉誤差，根據航位推算位置計算地球自轉角速率在導航坐標系中的投影誤差；在速率計不可用時，採用車載條件運動特性計算導航坐標系旋轉的誤差；通過姿態更新算法進行導航坐標系旋轉誤差的補償，實現導航坐標系對地理坐標系的跟蹤。
2.根據權利要求1所述的自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法，其特徵在於步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型具體包括以下步驟設導航坐標系的旋轉角速度 ；為
3.根據權利要求2所述的自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法，其特徵在於步驟2.採用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差具體通過以下步驟實現在某個採樣周期內，速率計提供的載體速度為Vs，利用慣導系統提供的姿態角將其投影為載體北向速度和載體東向速度匕13":
4.根據權利要求2所述的自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法，其特徵在於步驟3.利用車載條件下運動特性補償導航坐標系旋轉誤差具體通過以下步驟實現 當定位定向系統的速率計不可用時，用車載條件下側向速度為零的特性計算慣導速度和位置誤差，並採用計算的速度誤差、位置誤差補償導航坐標系跟蹤地理坐標系的旋轉誤差；在短時間O Nt內，慣導速度誤差採用以下公式描述
5.根據權利要求4所述的自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法，其特徵在於=Nt 為 IOmin0(16)(17a)(17b)(18)X，計算出X後，採用式(17)計算慣
全文摘要
本發明屬於姿態解算技術領域，涉及一種自主提高定位定向系統慣性姿態解算精度的方法。本發明的方法具體包括以下步驟步驟1.建立導航坐標系旋轉誤差補償模型；步驟2.採用速率計信息補償導航坐標系旋轉誤差；步驟3.利用車載條件下運動特性補償導航坐標系旋轉誤差。本發明解決了現有慣性導航系統姿態解算中存在姿態更新誤差，給系統精度帶來不利影響的技術問題。本發明的方法通過定位定向系統可提供的輔助信息獲得更高精度的速度和位置信息，並將該信息引入姿態解算，提高了姿態精度。
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 優先權日2011年9月15日
發明者劉輝, 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:北京自動化控制設備研究所