一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種慣性導(dǎo)航方法，具體涉及一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法。它包括如下步驟，設(shè)置一個單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)負責(zé)安裝慣性測量單元，按照預(yù)定方式旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對慣性器件誤差的調(diào)制；將慣性測量單元安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上，啟動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)；慣性測量單元導(dǎo)航計算；進行卡爾曼濾波計算；本發(fā)明的優(yōu)點是，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)抑制慣性器件誤差，通過閉環(huán)卡爾曼濾波器消除初始誤差影響，通過采用“速度+位置”匹配方式避免動態(tài)撓曲變形的影響，從而可在有動態(tài)撓曲變形且不提高慣性器件精度的情況下實現(xiàn)慣導(dǎo)系統(tǒng)的高精度動基座傳遞對準(zhǔn)。
【專利說明】一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種慣性導(dǎo)航方法，具體涉及一種慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 主、子慣導(dǎo)在進行動基座對準(zhǔn)時，為提高對準(zhǔn)精度，一般采用"速度+姿態(tài)"的匹配 方式。目前，國內(nèi)外對這一方法的研究與應(yīng)用已比較成熟，如：張洪鉞編寫的《幾種傳遞對 準(zhǔn)方程的比較研究》，中國慣性技術(shù)學(xué)報，2003年第6期；陳凱等編寫的《傳遞對準(zhǔn)中一種新 的姿態(tài)匹配算法》，西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007年第5期；李璞等編寫的《速度加姿態(tài)匹配的傳 遞對準(zhǔn)算法研究》，導(dǎo)彈與航天運載技術(shù)，2009年第5期。
[0003] 但是，在某些場合，主、子慣導(dǎo)之間距離較遠，兩者之間存在較大的動態(tài)撓曲變形， 這會嚴(yán)重影響動基座對準(zhǔn)的精度；此時，只能采用"速度"或"位置"匹配方式，對準(zhǔn)精度會 受到陀螺精度的限制，并且會受到初始裝訂誤差的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法，它能夠避免動態(tài)撓曲變 形和初始航姿角誤差對動基座對準(zhǔn)精度的影響，并抑制陀螺漂移造成的對準(zhǔn)誤差。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法，它包括如下步驟，
[0006] 1)設(shè)置一個單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0007] 單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)負責(zé)安裝慣性測量單元，按照預(yù)定方式旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對慣性器件誤差 的調(diào)制；
[0008] 2)將慣性測量單元安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上
[0009] 在單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上安裝慣性測量單元，使得旋轉(zhuǎn)軸與慣性測量單元的垂向軸平 行；
[0010] 3)啟動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)
[0011] 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在[-π，31 ]之間以10° /s的角速度勻速往復(fù)旋轉(zhuǎn)；
[0012] 4)慣性測量單元導(dǎo)航計算
[0013] 裝訂主基準(zhǔn)提供的導(dǎo)航參數(shù)，利用加速度計和陀螺的輸入，按照標(biāo)準(zhǔn)捷聯(lián)慣導(dǎo)解 算流程進行導(dǎo)航計算，輸出位置、速度和航姿角信息；
[0014] 5)進行卡爾曼濾波計算
[0015] 根據(jù)速度和位置觀測量，采用閉環(huán)卡爾曼濾波器來估計、修正初始航姿角誤差；濾 波計算流程編排如下：
[0016] 狀態(tài)一步預(yù)測： ^k/k-l_(^k, k-l^k-1
[0017] 狀態(tài)方差陣一步預(yù)測：Pi/J:-1 = Φ?-?Φ?τ,Α--1 + Γ/?-?βΜ?ν1
[0018] 濾波增益：κk=η n hUhk η f η Μ.+iw-1
[0019] 狀態(tài)估計：XfXk/H+Kk (Zk-KAn)
[0020] 狀態(tài)方差陣更新：Pk=(I-KkHk)Pk/k_i
[0021] 其中
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種新的慣導(dǎo)快速雙位置對準(zhǔn)方法，其特征在于：它包括如下步驟， 1) 設(shè)置一個單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)負責(zé)安裝慣性測量單元，按照預(yù)定方式旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對慣性器件誤差的調(diào) 制； 2) 將慣性測量單元安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上 在單軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上安裝慣性測量單元，使得旋轉(zhuǎn)軸與慣性測量單元的垂向軸平行； 3) 啟動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在[-π，π ]之間以10° /s的角速度勻速往復(fù)旋轉(zhuǎn)； 4) 慣性測量單元導(dǎo)航計算 裝訂主基準(zhǔn)提供的導(dǎo)航參數(shù)，利用加速度計和陀螺的輸入，按照標(biāo)準(zhǔn)捷聯(lián)慣導(dǎo)解算流 程進行導(dǎo)航計算，輸出位置、速度和航姿角信息； 5) 進行卡爾曼濾波計算 根據(jù)速度和位置觀測量，采用閉環(huán)卡爾曼濾波器來估計、修正初始航姿角誤差；濾波計 算流程編排如下： 狀態(tài)一步預(yù)測 :Xk/k-1_ ① k，k-A-1 狀態(tài)方差陣一步預(yù)測： 濾波增益： 狀態(tài)估計：XfXk/k-i+KdZk-KkXkn) 狀態(tài)方差陣更新：Pkia-KkH^Pkn 其中 X = δλ^ JVW^ δνν-Λ SVE^ φΝ^ Φελ Υχλ νιΛ εχ·, ￡2] 依次表不纟韋度誤差、經(jīng)度誤差、北速誤差、天速誤差、東速誤差、北向偏角、方位偏角、東 西偏角、三個加速度計零偏、三個陀螺漂移； 6) 每完成一次濾波計算，隨后進行一次閉環(huán)修正 位置修正：L=L-X⑴λ = λ -X⑵ 速度修正：VN=VN_X (3)，VfVfX (4)，VE=VE-X (5) 姿態(tài)修正：(7=(，+ [#])(7 0 =[幻6)^(7)幻、8)]' .fx=m:HL=n 加表零偏修正：= ▽? + 尤(9)，V;r = +I(10),Vz = l +1(1 D ▽Λ.(0) = 0,▽「(0) = 0,▽ - (0) = 0 ty,. = ωχ - εχ, co,. = ωγ - εν, co: = ω: - εζ 陀螺漂移修正：< Α = Α + Α'(12),￡·ν =6. + Λ'(13),?τ; =￡ν + Λ'〇4) ^(0) = 0,^(0) = 0^,(0) = 0 狀態(tài)向量修正：χα)=〇, α=ι-?4) 按照以上步驟即可實現(xiàn)動基座傳遞對準(zhǔn)。
【文檔編號】G01C21/16GK104251708SQ201310261738
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】徐海剛, 劉沖, 周章華, 姜述明, 李海軍, 裴玉鋒 申請人:北京自動化控制設(shè)備研究所