一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法
2024-01-26 14:44:15 1
一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法
【專利摘要】本發明公開了能夠實現極區航行運載器在無阻尼條件下進行綜合校正的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法。本方法通過以橫地理坐標系作為導航坐標系，在極區範圍內通過橫坐標系轉換，將導航參數轉換到橫地理坐標系下。以橫地理坐標系下的慣導輸出誤差量作為狀態量，速度作為外部觀測量，建立卡爾曼濾波模型，估測出水平誤差角並引入到傳統兩點校正算法中，在無阻尼狀態條件下完成極區慣導系統綜合校正過程。本發明在無阻尼條件下實現極區航行運載器綜合校正，解除了傳統綜合校正方案對運載器航行方式的限制，提高了極區慣導系統工作的靈活性。
【專利說明】一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種導航系統綜合校正技術，特別涉及能夠實現極區航行運載器在無阻尼條件下進行綜合校正的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法。
【背景技術】
[0002]隨著對極地地區科學考察的發展，極地的重要性越來越受到世界各國的重視。無論從地質資源、戰略意義或是貨運貿易來看，極區對於我國的發展都有重要的意義。對於航行在極區的船舶來說，導航的精度保證至關重要。對於船用慣導系統而言，其困難就在於運行周期長，精度要求高，必須定期對系統進行重調和校正。目前平臺式慣導系統的校正技術比較成熟，但是傳統方法要求船舶在進行綜合校正時必須處於勻速直航狀態，否則系統無法滿足舒勒振蕩條件，產生機動誤差。這對於航行在極區複雜環境下的船舶來說不太實際。
[0003]目前很多學者對慣性導航系統綜合校正技術做了大量研究工作。於堃等人針對載體運動影響，提出了無阻尼狀態下的綜合校正算法，該算法需要慣導系統進行狀態切換，保證載體機動時系統處於無阻尼狀態，削弱機動導致的影響，但是其方法是基於導航坐標係為地理坐標系的假設，這些對於工作在極區艦船慣性導航系統來說並不適用；哈爾濱工程大學曾提出在慣性系下使用位置和航向信息進行陀螺漂移和航向誤差校正的方法，但該方法是建立在傳統坐標框架內，船舶在極區航行過程中，因緯度過高而不能進行導航解算。
[0004]因此，研究能夠有效降低對載體機動方式的要求且能夠適用於極區的綜合校正方法對於航行在極區的船舶導航系統具有重大意義和實用價值。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是能夠在無阻尼條件下實現極區航行運載器綜合校正，因此設計了一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，包括以下幾個步驟:
[0008]步驟一:將船用慣導系統輸出的導航參數量轉換到橫地理坐標系下，導航參數包括:經緯度值、航向、速度和姿態信息；
[0009]地理坐標系與橫地理坐標系的轉換矩陣為:
[0010]
[0011]
【權利要求】
1.一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，其特徵在於，包括以下幾個步驟: 步驟一:將船用慣導系統輸出的導航參數量轉換到橫地理坐標系下，導航參數包括:經緯度值、航向、速度和姿態信息； 地理坐標系與橫地理坐標系的轉換矩陣為:
2.根據權利要求1所述的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，其特徵在於:所述的步驟二中，導航機械編排為:
3.根據權利要求1或2所述的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，其特徵在於:所述的步驟三中，建立的卡爾曼濾波器為:
4.根據權利要求1或2所述的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，其特徵在於:所述的步驟四中，將得到的X軸姿態誤差角$和y軸姿態誤差角表引入到導航系統的兩點校正中，得到:
5.根據權利要求3所述的一種適用於極區的慣導系統綜合校正方法，其特徵在於:所述的步驟四中，將得到的X軸姿態誤差角炎和y軸姿態誤差角?引入到導航系統的兩點校正中，得到:
【文檔編號】G01C25/00GK103983277SQ201410206180
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】孫楓, 尹冬寒, 趙立莎, 奔粵陽, 李敬春, 楊曉龍, 趙維珩, 楊祥龍, 李明宇, 阮雙雙 申請人:哈爾濱工程大學