[发明专利]基于罗经原理的旋转式船用捷联惯导方位对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种导航领域的对准方法。

背景技术

初始对准技术是惯性导航系统的关键技术之一，它直接影响系统的导航性能。高精度初始对准是导航领域，特别是船舶导航领域的难题。提高对准精度最简单的方法是提高器件精度，然而通过增大硬件投入来提高精度，难以在短期内取得显著成效。因此，如何通过系统优化的方式提高对准精度成为重点的研究方向。现今以误差估计并补偿的方式提高对准精度成为研究的热门。然而，器件误差估计技术需建立准确的器件误差模型，且该方法大大的增加了系统的计算量，在实际应用中受到一定限制。

罗经法方位对准是一种惯性导航系统自对准方法，其对准的精度最主要由陀螺仪的精度所决定。影响方位对准精度的最主要因素为地理东向上的陀螺漂移，由于东向常值陀螺漂移的存在方位对准的总会存在一个较大的常值偏差。旋转调制技术能够自动地对陀螺常值漂移和加速度计零位误差进行调制，变常值偏差为周期变化的偏差。捷联惯导系统在绕天向轴进行单轴旋转的状态下，可以将东向的常值陀螺漂移转变为周期变化的漂移。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不提高器件精度的前提下能够大幅提高方位对准精度的旋转式船用捷联惯导方位对准方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明基于罗经原理的旋转式船用捷联惯导方位对准方法，其特征是：

(1)设置旋转频率，使得IMU旋转速度满足下式

ω_z·ΔT＝δψ

其中ω_z为系统单轴旋转速度，ΔT为系统采样周期，δψ表示动态延迟误差的评定系数；

(2)根据步骤(1)中设定的转速ω_z，选取系统无阻尼频率取系统阻尼系数ξ为0.707，得到所需对准时间

T=2πωn1-ξ2;]]>

(3)进行粗对准初始，得到姿态阵和相应的姿态四元数Q；

(4)将旋转式船用捷联惯导水平放置在船上，利用转台使IMU绕Z轴以ω_z的角速率旋转，同时使用加速度计测量出IMU系的加速度f_b，测出IMU系相对于惯性系下的角速率在IMU系的投影令IMU系为b系、惯性系为i系，则