[发明专利]一种光纤捷联罗经系统的对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对载体航向和姿态的测量技术，尤其涉及一种光纤捷联罗经系统的自主对准方法。

背景技术

随着光纤陀螺技术的迅速发展，光纤捷联罗经已经成为国内外的研究热点。与传统陀螺罗经相比，光纤捷联罗经具有全固态、体积小、启动快、可靠性高等优点。LITEF公司的LFK-95型光纤捷联罗经的对准时间30min，航向精度为0.7°secL，水平精度为0.5°，法国IXSEA公司的OCTANS光纤捷联罗经能够在5min内完成对准，航向精度达到0.1°secL，水平精度优于0.01°(RMS)。目前，快速精确的自主对准技术是光纤捷联罗经系统的一项关键技术。

初始对准一般分为粗对准和精对准两个过程，粗对准要求在很短时间内将姿态误差降低到几度之内，精对准在粗对准基础上实现精确对准。由于载体工作环境如基座持续摇摆、风浪干扰、机械振动等影响，传统解析对准算法往往难以满足实际应用需求。因此，研究晃动基座下自主对准具有重要意义和应用需求。

目前也有部分与本发明有关的研究报告，例如：1、舰载机捷联惯导自对准方案设计与仿真，中国惯性技术学报，2008，16(1)；2、专利申请号为200710144677.2，名称为“大失准角下船用光纤陀螺捷联航姿系统系泊精对准方法”。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于双积分重力矢量的并行解析粗对准方法和基于比力信息的精对准方法。该方法可实现光纤捷联罗经系统在晃动基座下自主对准。本发明的目的是这样实现的：

本发明包括下列步骤：

步骤1定义坐标系。光纤捷联罗经系统以东北天坐标系为导航坐标系n系；载体坐标系b系以载体中心为原点，x轴沿横轴指向右，y轴沿纵轴指向前，z轴垂直载体指向上；经线地球坐标系e系以地球中心为原点，并与地球固连，x、y轴在地球赤道平面内，x轴指向载体所在点经线，z轴指向地球自转轴方向；经线地心惯性坐标系i系定义为在粗对准起始时刻将地球坐标系惯性凝固成的右手坐标系；载体惯性坐标系i_b0系定义为在粗对准起始时刻将载体坐标系惯性凝固后的坐标系。

步骤2根据和f^b，以及地球自转角速率ω_ie、重力加速度g、纬度L等信息，应用基于并行双积分重力矢量信息的粗对准算法，完成光纤捷联罗经系统的粗对准，得到初始的姿态矩阵

步骤3根据和f^b，以及地球自转角速率ω_ie、重力加速度g、纬度L等信息，应用基于并行双积分重力矢量信息的粗对准算法，完成光纤捷联罗经系统的粗对准，得到初始的姿态矩阵

在不同起始时刻并行运行r个基于双积分重力矢量的姿态矩阵计算过程，在最后同一时刻获得r个姿态矩阵值，对r个姿态矩阵值进行融合以提高粗对准结果的可靠性，并通过所述的初始姿态矩阵提取载体的方位角H、纵摇角P和横摇角R以完成粗对准。所述的初始姿态矩阵为

Cnc(t)=1rΣi=1r[C~nb(t)]i,]]>i＝1，2，…，r

其中，为r个并行运算中的第i个中间姿态矩阵进行正交化处理的结果，即：