一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法，屬于慣性導(dǎo)航技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 激光測(cè)速儀根據(jù)多普勒頻移可W實(shí)時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體相對(duì)地面移動(dòng)的速度，且其測(cè) 量誤差不隨時(shí)間積累，與慣導(dǎo)系統(tǒng)組合能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能實(shí)現(xiàn)全自主、高精度導(dǎo)航定位。
[0003] 在進(jìn)行慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航研究時(shí)，一般是設(shè)定仿真軌跡（包含載體的運(yùn) 動(dòng)速度、位置、姿態(tài)），利用軌跡發(fā)生器生成加速度計(jì)、巧螺的標(biāo)準(zhǔn)值，由設(shè)定仿真軌跡中載 體的運(yùn)動(dòng)速度等信息計(jì)算得到激光測(cè)速儀的速度標(biāo)準(zhǔn)值，并給定激光測(cè)速儀的標(biāo)度誤差、 安裝角及安裝角誤差W及噪聲，給定加速度計(jì)和巧螺的標(biāo)度誤差、零偏、失準(zhǔn)角誤差W及噪 聲，給定慣導(dǎo)的安裝角及安裝角誤差，將W上數(shù)據(jù)融合得到用于組合導(dǎo)航仿真的器件模擬 數(shù)據(jù)，然后采用該些模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行組合導(dǎo)航的仿真計(jì)算與分析。其中，給定的仿真噪聲不能 全面反映激光測(cè)速儀、加速度計(jì)、巧螺的噪聲特性，導(dǎo)致仿真結(jié)果不能較全面地反映實(shí)際情 況。為了更好地進(jìn)行慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航研究，本文提出了一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀 組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 1、發(fā)明目的；本發(fā)明的目的是提供了一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿 真方法，它能夠更好地模擬慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航過(guò)程。
[0005] 2、技術(shù)方案；
[0006] 本發(fā)明一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法，該方法具體步驟如 下：
[0007] 步驟1、將慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合系統(tǒng)安裝到載體上，并上電啟動(dòng)。
[000引步驟2、裝訂初始參數(shù)（包括初始的經(jīng)度、紳度、高度、激光測(cè)速儀標(biāo)度值、激光測(cè) 速儀安裝角、慣導(dǎo)安裝角）至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
[0009] 步驟3、保持載體靜止，采集保存1小時(shí)巧螺和加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)。求取巧螺和 加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)的平均值，將采集的巧螺和加速度計(jì)數(shù)據(jù)分別與其平均值作差，得到 巧螺和加速度計(jì)的實(shí)際噪聲。
[0010] 步驟4、載體保持靜止，慣導(dǎo)進(jìn)行5分鐘靜態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)。
[0011] 步驟5、完成對(duì)準(zhǔn)后載體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中慣導(dǎo)進(jìn)行慣性導(dǎo)航計(jì)算，采集并保 存開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后50秒內(nèi)慣導(dǎo)輸出的速度值、慣導(dǎo)輸出的姿態(tài)矩陣、激光測(cè)速儀輸出的速度。
[0012] 步驟6、慣導(dǎo)輸出的速度為東北天坐標(biāo)系下的速度，由慣導(dǎo)輸出姿態(tài)矩陣將東北天 坐標(biāo)系下的速度轉(zhuǎn)換到慣組坐標(biāo)系下，再根據(jù)慣導(dǎo)與載體、激光測(cè)速儀與載體之間的位置 關(guān)系，把慣組坐標(biāo)系下的速度投影到激光測(cè)速儀的速度方向上得到參考速度。將激光測(cè)速 儀的速度與參考速度作差，得到激光測(cè)速儀輸出速度的噪聲值。
[0013] 步驟7、設(shè)定仿真軌跡（包含載體的運(yùn)動(dòng)速度、位置、姿態(tài)）。由設(shè)定仿真軌跡中載 體的姿態(tài)得到仿真載體的姿態(tài)矩陣，根據(jù)得到的姿態(tài)矩陣和仿真軌跡中載體的運(yùn)動(dòng)速度得 到載體在載體系下的速度分量，再由載體的速度分量和給定的激光測(cè)速儀的安裝角、慣導(dǎo) 安裝角計(jì)算得到激光測(cè)速儀的速度標(biāo)準(zhǔn)值；利用軌跡發(fā)生器生成加速度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值、巧螺 的標(biāo)準(zhǔn)值；并給定加速度計(jì)和巧螺的標(biāo)度誤差、零偏、失準(zhǔn)角誤差；給定激光測(cè)速儀的標(biāo)度 誤差、安裝角誤差；給定慣導(dǎo)的安裝角誤差。將該些數(shù)據(jù)與步驟3、步驟6中得到的噪聲數(shù) 據(jù)融合，得到用于慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航半實(shí)物仿真的器件模擬數(shù)據(jù)，然后采用該些 模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航仿真。
[0014] 其中，步驟3中所述的"得到巧螺、加速度計(jì)的實(shí)際噪聲"，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程說(shuō)明如下：
[0015] 定義Wg為巧螺噪聲，W。為加速度計(jì)噪聲，采集巧螺X、y、Z S個(gè)軸輸出的數(shù)據(jù)分別 為《 X (1)、W X 似…W X (n)，W y (1)、W y 似…W y (n)，W Z (1)、W Z 似…W Z (n)，平均值分別為 兩、卸、兩。采集加速度計(jì)X、y、z立個(gè)軸輸出的數(shù)據(jù)分別為a, (1)、a, (2)…a>)，ay (1)、 3,(2)'''3,(11)，3,(1)、3,(2)'''3,(11)，平均值分別為(7、、可、是。巧螺噪聲計(jì)算公式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法，其特征在于：該方法具體步驟 如下： 步驟1、將慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合系統(tǒng)安裝到載體上，并上電啟動(dòng)； 步驟2、裝訂初始參數(shù)，包括初始的經(jīng)度、紳度、高度、激光測(cè)速儀標(biāo)度值、激光測(cè)速儀安 裝角、慣導(dǎo)安裝角至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)； 步驟3、保持載體靜止，采集保存1小時(shí)巧螺和加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)；求取巧螺和加速 度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)的平均值，將采集的巧螺和加速度計(jì)數(shù)據(jù)分別與其平均值作差，得到巧螺 和加速度計(jì)的實(shí)際噪聲； 步驟4、載體保持靜止，慣導(dǎo)進(jìn)行5分鐘靜態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)； 步驟5、完成對(duì)準(zhǔn)后載體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中慣導(dǎo)進(jìn)行慣性導(dǎo)航計(jì)算，采集并保存開(kāi) 始運(yùn)動(dòng)后50秒內(nèi)慣導(dǎo)輸出的速度值、慣導(dǎo)輸出的姿態(tài)矩陣、激光測(cè)速儀輸出的速度； 步驟6、慣導(dǎo)輸出的速度為東北天坐標(biāo)系下的速度，由慣導(dǎo)輸出姿態(tài)矩陣將東北天坐標(biāo) 系下的速度轉(zhuǎn)換到慣組坐標(biāo)系下，再根據(jù)慣導(dǎo)與載體、激光測(cè)速儀與載體之間的位置關(guān)系， 把慣組坐標(biāo)系下的速度投影到激光測(cè)速儀的速度方向上得到參考速度；將激光測(cè)速儀的速 度與參考速度作差，得到激光測(cè)速儀輸出速度的噪聲值； 步驟7、設(shè)定仿真軌跡，包含載體的運(yùn)動(dòng)速度、位置、姿態(tài)，由設(shè)定仿真軌跡中載體的姿 態(tài)得到仿真載體的姿態(tài)矩陣，根據(jù)得到的姿態(tài)矩陣和仿真軌跡中載體的運(yùn)動(dòng)速度得到載體 在載體系下的速度分量，再由載體的速度分量和給定的激光測(cè)速儀的安裝角、慣導(dǎo)安裝角 計(jì)算得到激光測(cè)速儀的速度標(biāo)準(zhǔn)值；利用軌跡發(fā)生器生成加速度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值、巧螺的標(biāo)準(zhǔn) 值；并給定加速度計(jì)和巧螺的標(biāo)度誤差、零偏、失準(zhǔn)角誤差；給定激光測(cè)速儀的標(biāo)度誤差、 安裝角誤差；給定慣導(dǎo)的安裝角誤差；將該些數(shù)據(jù)與步驟3、步驟6中得到的噪聲數(shù)據(jù)融合， 得到用于慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航半實(shí)物仿真的器件模擬數(shù)據(jù)，然后采用該些模擬數(shù)據(jù) 進(jìn)行慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航仿真。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣導(dǎo)/激光測(cè)速儀組合導(dǎo)航的半實(shí)物仿真方法，其特征 在于： 步驟3中所述的"得到巧螺、加速度計(jì)的實(shí)際噪聲"，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程說(shuō)明如下： 定義Wg為巧螺噪聲，W。為加速度計(jì)噪聲，采集巧螺X、y、Z S個(gè)軸輸出的數(shù)據(jù)分別為 ? X (1)、W X 似…W X (n)，W y (1)、W y 似…W y (n)，W Z (1)、W Z 似…W Z (n)，平均值分別為 兩、卸、;采集加速度計(jì)X、y、z S個(gè)軸輸出的數(shù)據(jù)分