[发明专利]一种惯性系下使用位置和航向信息的捷联惯导系统陀螺漂移校正方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及的是一种综合校正技术，特别是涉及一种惯性系下使用位置和航向信息的捷联惯导系统陀螺漂移校正技术，尤其涉及一种无需限制载体运动状态的使用位置和航向信息的捷联惯导系统陀螺漂移校正技术。 

二、背景技术

对于船用惯导系统，其困难就在于运行周期长，精度要求高，必须定期对系统进行重调和校正。就捷联式惯导系统而言，陀螺的精度很大程度上决定了整个系统的精度，要提高系统的精度，其关键就是提高陀螺精度。采用系统级算法可以有效的降低成本，通过引入外部参考信息对系统的陀螺漂移进行校正，能够限制惯导系统的误差，提高惯导系统的精度。目前平台式惯导系统的校正技术比较成熟，但是不适用于捷联式惯导系统，并且对载体的机动方式限制较大，因此研究能够有效降低对载体机动方式的要求并适用于捷联式惯导系统的综合校正技术对于提高捷联惯导系统的精度具有重大意义和实用价值。 

三、发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种不需要限制载体运动状态就能够利用外部位置和航向信息准确的校正出捷联惯导系统的陀螺漂移的校正方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明包括下列步骤： 

(1)将导航坐标系与计算机坐标系的矢量角投影到惯性系下，得到惯性系下的ψ方程的微分表达式，进而得到惯性系下ψ角与捷联惯导系统陀螺漂移之间的关系式； 

(2)对步骤(1)所建立的惯性系下ψ角与捷联惯导系统陀螺漂移之间的关系式进行积分，可得任意两个时刻之间ψ角增量与陀螺漂移之间的关系式； 

(3)建立位置和航向误差与惯性系下ψ角之间的关系，可得任意两个时刻之间ψ角增量与两个时刻下位置和航向误差之间的关系式； 

(4)利用步骤(2)和步骤(3)可以得到两次位置和航向误差与陀螺漂移之间的关系式，从而计算出捷联惯导系统的陀螺漂移并补偿，提高导航精度。 

本发明的方法具有以下优点： 

1.传统方法是在OEPQ坐标系下建立ψ角方程，因此需要限制载体的运动状态为：低速、等纬度运动，并且不适用于捷联式惯导系统。而本发明不需要限制载体运动状态，尤其适合捷联式惯导系统。 

2.与传统方法相比，本发明只需在校正时刻保持水平失准角为小角度即可，不需要水平失准角一直保持在小角度。 

附图说明

图1为本发明所指的捷联惯导系统陀螺漂移校正方法流程图； 

图2为本发明的实施例中不进行陀螺漂移校正的位置误差曲线； 

图3为本发明的实施例中不进行陀螺漂移校正的速度误差曲线； 

图4为本发明的实施例中不进行陀螺漂移校正的姿态误差曲线； 

图5为本发明的实施例中进行陀螺漂移校正的位置误差曲线； 

图6为本发明的实施例中进行陀螺漂移校正的速度误差曲线； 

图7为本发明的实施例中进行陀螺漂移校正的姿态误差曲线。 

具体实施方式：

1.ψ方程在惯性坐标系下的投影为： 

ψ·i=ϵi=Cbiϵb---(20)]]>

上式(20)中：为计算导航坐标系与计算机坐标系之间的矢量角的微分在惯性坐标系i下的投影，εⁱ为陀螺漂移在惯性坐标系i下的投影。ε^b为捷联惯导系统的陀螺漂移在载体坐标系b的投影，为载体坐标系b与惯性坐标系i之间的转换矩阵，可由陀螺输出实时获得：