一種消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種可用于提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度的消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法。本發(fā)明包括：建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；獲得初始捷聯(lián)姿態(tài)矩陣獲得初始時(shí)刻地心慣性坐標(biāo)系與導(dǎo)航坐標(biāo)系之間的方向余弦矩陣；可測(cè)量出IMU坐標(biāo)系與慣性系之間的姿態(tài)角θ1、θ2和θ3；使IMU坐標(biāo)系與地心慣性系重合；控制IMU繞著地心慣性坐標(biāo)系的zi軸和yi軸按系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方案轉(zhuǎn)動(dòng)；最終給出載體的導(dǎo)航參數(shù)信息。本發(fā)明避免在導(dǎo)航解算時(shí)地球自轉(zhuǎn)角速度分量與器件誤差耦合引起系統(tǒng)導(dǎo)航誤差，從而系統(tǒng)精度不受地球自轉(zhuǎn)角速度分量的影響。
【專利說明】一種消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種可用于提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度的消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，對(duì)陀螺儀和加速度計(jì)的精度以及系統(tǒng)持續(xù)工作時(shí)間的要求都比較高，高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)要采用高性能的慣性傳感器與先進(jìn)的系統(tǒng)技術(shù)，由于工藝制造水平的限制，制造高性能的慣性傳感器不僅難度大，還將提高整個(gè)慣性導(dǎo)航的成本，因此先進(jìn)的系統(tǒng)技術(shù)一直以來(lái)都是高精度慣性導(dǎo)航的研究熱點(diǎn)。
[0003]隨著慣性導(dǎo)航精度要求的不斷提高，慣性傳感器技術(shù)的相對(duì)落后，采用先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)器件誤差進(jìn)行自補(bǔ)償是近年來(lái)系統(tǒng)技術(shù)研究的重點(diǎn)。單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制可以完全平均與轉(zhuǎn)軸垂直平面內(nèi)的常值器件誤差，為了獲得更高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，研究人員又設(shè)計(jì)了雙軸旋轉(zhuǎn)方案，以達(dá)到消除所有慣性器件的常值誤差的目的。但是在傳統(tǒng)的雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案中，地球自轉(zhuǎn)角速率與器件標(biāo)度因數(shù)誤差以及安裝誤差的耦合項(xiàng)不能被完全調(diào)制平均，這對(duì)長(zhǎng)時(shí)間工作在自主導(dǎo)航狀態(tài)下的慣性導(dǎo)航來(lái)說將形成隨時(shí)間發(fā)散的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種避免在導(dǎo)航解算的過程中地球自轉(zhuǎn)角速度引起累積誤差，從而提高系統(tǒng)的導(dǎo)航精度的消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法，。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]步驟一:建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將IMU安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且使IMU坐標(biāo)系的三根軸與載體系的三軸平行，系統(tǒng)開機(jī)后預(yù)熱I小時(shí)；
[0007]步驟二:對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，獲得初始捷聯(lián)姿態(tài)矩陣C:;
[0008]步驟三:測(cè)量當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度值λ和P獲得初始時(shí)刻地心慣性坐標(biāo)系與導(dǎo)航坐標(biāo)
系之間的方向余弦矩陣:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟一:建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將IMU安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且使IMU坐標(biāo)系的三根軸與載體系的三軸平行，系統(tǒng)開機(jī)后預(yù)熱I小時(shí)； 步驟二:對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，獲得初始捷聯(lián)姿態(tài)矩陣( 步驟三:測(cè)量當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度值λ和P，獲得初始時(shí)刻地心慣性坐標(biāo)系與導(dǎo)航坐標(biāo)系之間的方向余弦矩陣:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除地球自轉(zhuǎn)角速度對(duì)旋轉(zhuǎn)調(diào)制型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)精度影響的方法，其特征在于: 所述的步驟六中，MU繞著地心慣性坐標(biāo)系的Zi軸和yi軸按系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方案依次旋轉(zhuǎn)時(shí)，陀螺儀輸出角速度的誤差形式為:
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK103900566SQ201410080777
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】于飛, 阮雙雙, 奔粵陽(yáng), 鮑桂清, 楊曉龍, 李敬春, 趙維珩, 郭妍 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)