[发明专利]用于机载的基于虚拟水平基准修正的惯性与天文定位方法无效

专利信息
申请号: 201010134100.5 申请日: 2010-03-26
公开(公告)号: CN101813481A 公开(公告)日: 2010-08-25
发明(设计)人: 屈蔷;刘建业;熊智;李荣冰;曾庆化;赖际舟;孙永荣;赵伟;王融 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: G01C21/02 分类号: G01C21/02;G01C21/16
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 许方
地址: 210016*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 用于 机载 基于 虚拟 水平 基准 修正 惯性 天文 定位 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于惯性导航及机载天文导航技术领域,涉及一种适用于机载的基于虚拟水 平基准修正惯性与天文定位方法,适用于高空远程飞行器载体的导航参数确定以及机载 捷联惯性与天文组合导航理论和工程应用研究。

背景技术

机载主导航系统一般采用全自主、导航信息完备的惯性导航系统,但它自身不可克 服的误差积累缺点使之常需与其他系统进行组合,共同完成导航任务。天文导航属于近 自主导航系统,较之卫星导航、多普勒导航、地形匹配辅助导航系统等具有可靠性高、 不受电磁干扰、隐蔽性强、精度较高等特点和优势,可能成为适合复杂电磁干扰环境下 飞行器辅助惯导的优选系统。美国B252,B22A远程轰炸机,黑鸟SR271、全球鹰高空侦 察机,俄罗斯T216,7U295轰炸机都装备有机载天文导航系统;20世纪60年代起,远程 超音速飞机上开始应用惯性/天文组合导航系统;国内对于天文导航及惯性/天文组合导 航技术的研究,多侧重航天领域,对机载环境的天文导航相关研究较少。而美俄等军事 强国对天文导航研究的重视,充分体现了天文导航所具有战略重要地位优势,因此,研 究适用与机载环境下的天文导航定位技术及机载惯性/天文组合导航技术,对实现远程、 高空、长航时的军用飞行器的高抗干扰能力、高可靠性、高精度导航具有重要的意义。 机载天文定位可采用间接敏感地平和直接敏感地平两种方法。前者通过轨道动力学模型 和敏感折射星光定位,但大多数的飞机运动特性不满足轨道动力学方程,其机载应用受 到限制;而后者则不受轨道动力学模型限制,计算精度高,适用范围广,但测量受平台 水平基准制约,平台惯导质量大、成本高,其应用也受到一定制约,长期发展来看,将 捷联惯导数学平台应用于天文导航中,摆脱平台惯导基准限制,有效减小导航系统重量 和成本,减少载机负荷,将成为机载天文导航发展的重要趋势之一。

发明内容

本发明的目的在于,针对上述发展趋势和实际问题,结合捷联惯性导航系统以及高 空、远程、长航时飞行器载体应用环境提供一种可应用于飞行器载体平台上的用于机载 的基于虚拟水平基准惯性与天文定位方法,为机载捷联惯性与天文导航系统理论研究和 工程化实现提供途径。

本发明为实现上述目的,采用如下技术方案:

本发明用于机载的基于虚拟水平基准惯性与天文定位方法,包括如下步骤:

1)通过捷联惯性与星敏感器姿态组合系统实现定姿,获得机体姿态阵,为机载天文 导航定位提供虚拟水平基准;

2)模拟步骤1所述的虚拟水平基准,将机体系下的高度角、方位角转换到虚拟基准 下;

3)采集捷联惯性导航系统的输出信号,得到飞行器载体当前经、纬度位置信息;

4)在天文导航系统中,利用步骤2-3中所述的虚拟水平基准下的高度角、方位角和 将当前捷联惯到输出的计算初始值即飞行器载体当前经、纬度位置信息,实现解析高度 差法定位实时解算。

优选地,步骤1)中采用高精度星敏感器,通过捷联惯性与星敏感器姿态组合修正捷 联惯导姿态,以获得虚拟水平基准:

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