[发明专利]一种光纤陀螺捷联惯导的划桨运动补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，尤其涉及一种光纤陀螺捷联惯导的划桨运动补偿方法。

背景技术

导航精度是衡量导航系统性能的重要指标。当在运载体的正交轴上进行等频率振荡和角振荡的组合运动即划桨运动时，如果不考虑在连续的比力矢量分解之间出现的快速姿态变化，就会引进加速度零偏，从而影响导航精度。

提高大动态、恶劣振动环境下的导航精度，需要进行划桨运动补偿。现有的划桨运动补偿方法利用角增量、或者同时利用角增量与角速率进行速度更新，将其与角增量输出形式的陀螺结合使用可以有效提高惯导系统的导航精度。由于光纤陀螺本质上是一种角速率陀螺，应用角增量进行划桨运动补偿时需要将角速率转换为角增量，此转换过程会带来一定的精度损失，因而，为了提高导航精度，需要一种适用于光纤陀螺捷联惯导的划桨补偿方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种光纤陀螺捷联惯导的划桨运动补偿方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种光纤陀螺捷联惯导的划桨运动补偿方法，包括以下步骤：

1、光纤陀螺和加速度计捷联安装在惯导系统中，组成惯性测量单元，以T_s为采样周期，采集并存储光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，得到角速率矢量                                                =[_x  x  z]^T和比力矢量f=[f_x  f_y  f_z]^T，其中，_x为x光纤陀螺的输出，_y为y光纤陀螺的输出，_z为z光纤陀螺的输出, f_x为x加速度计的输出，f_y为y加速度计的输出，f_z为z加速度计的输出；

2、以T_c为解算周期，更新姿态矩阵C；

3、以T_c为解算周期，进行惯性导航速度更新及划桨运动补偿：用曲线拟合运载体的角速率和比力变化，得出角速率和比力表达的划桨运动补偿公式：

；

再将角速率矢量、、、和比力矢量、、、代入角速率和比力表达的划桨运动补偿公式，计算划桨运动补偿值，对步骤2得到的速度进行修正；

4、以T_c为解算周期，进行运载体位置更新。

进一步地，所述步骤3中，对运载体的角速率和比力变化采用三次抛物线分段拟合，速率和比力表达的划桨运动补偿公式中的、、、是速度更新周期内光纤陀螺输出的4个等时间间隔的角速率矢量, 、、、速度更新周期内加速度计输出的4个等时间间隔的比力矢量，符号‘’表示矢量叉乘，为速度更新的划桨运动补偿值。

本发明和现有技术相比的有益效果在于：本发明提供的光纤陀螺捷联惯导划桨效应补偿方法，分段拟合运载体的角速率和比力变化，并将划桨效应补偿项转换为角速率和比力表达的形式，避免角增量转换带来的精度损失，提高了基于光纤陀螺等速率陀螺的捷联惯导系统性能。

附图说明

图1为本发明的光纤陀螺捷联惯导的划桨运动补偿方法流程图；

图2为速度更新周期内角速率矢量和比力矢量采样时刻示意图；

图中，T _c为速度更新周期，、、、是速度更新周期内光纤陀螺输出的4个等时间间隔的角速率矢量, 、、、速度更新周期内加速度计输出的4个等时间间隔的比力矢量。

具体实施方式

惯性导航中的划桨运动是指在正交轴上进行的等频率线性振荡和角振荡的组合运动。如果不考虑在连续的比力分解之间出现的快速姿态变化，就会在第三轴上引起加速度零偏，从而带来导航误差，降低导航精度，因此，需要进行划桨运动补偿。划桨效应补偿项为