[发明专利]一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法

权利要求书

1.一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)，建立用于角速率输入的姿态算法的圆锥误差补偿结构：

在一个姿态更新周期内，以拟合角增量子样周期为时间间隔顺序抽取角速率采样值，并拟合角增量子样；然后，建立用于姿态更新的更新旋转矢量的解算形式和圆锥误差补偿结构；

步骤(2)，简化所述圆锥误差补偿结构，得到压缩圆锥误差补偿结构：

定义经典圆锥运动，忽略角增量子样的拟合误差，并只考虑角速率采样叉乘项、角增量子样叉乘项、角速率采样与角增量子样叉乘项的各自在x轴上的第一个分量，建立压缩圆锥误差补偿结构，得到压缩圆锥误差补偿项；

步骤(3)，基于步骤(2)所述的压缩圆锥误差补偿结构，建立角速率输入的圆锥误差补偿误差准则：

定义圆锥误差补偿项误差为圆锥误差补偿项的理论值与数值计算值在误差矢量的第一个轴向分量上的分量差；

步骤(4)，建立圆锥误差补偿结构参数优化目标和圆锥误差补偿结构参数优化方法：

圆锥误差补偿优化设计的目标：使圆锥误差补偿项误差的绝对数值达到最小；

圆锥误差补偿结构参数优化设计方法是：根据所述目标，将圆锥误差补偿项误差展开成关于圆锥频率参数的幂级数，令幂级数前3N-1个低阶项的系数为零，并求解得到的线性方程组，得到优化的圆锥误差补偿系数；其中N为一个姿态更新周期包含的拟合角增量子样周期数。

2.根据权利要求1所述的一种角速率输入的姿态算法结构与参数优化方法，其特征在于：所述步骤(1)中建立用于角速率输入的姿态算法的圆锥误差补偿结构具体步骤如下：首先，定义姿态更新周期的开始时刻为t_l-1，结束时刻为t_l，姿态更新周期为T_l，拟合角增量子样周期为T_k，角速率采样周期为T；其中，一个姿态更新周期包含的拟合角增量子样周期数为N，即T_l＝NT_k；拟合一个角增量所用的顺序角速率采样数为M+1，即T_k=MT；从时刻t_l-1开始在一个姿态更新周期内，即时间区间[t_l-1，t_l]内以T_k为时间间隔顺序抽取的第i+1个角速率采样值为ω_i，其中按照时间发生的先后顺序，i取值为0，1，...，N；从时刻t_l-1开始在一个姿态更新周期内，即时间区间[t_l-1,t_l]内使用时间区间[t_l-1+(k-1)T_k,t_l-1+kT_k]内的角速率采样值拟合的第k个角增量子样为Δα_k，其中按照时间发生的先后顺序，k取值为1，2，...，N；然后，给出用于姿态更新的更新旋转矢量的解算形式和圆锥误差补偿结构：所述更新旋转矢量φ_t为φ_t=α_l+δφ_l，所述圆锥误差补偿项δφ_l为δφl=Tk2Σi=0N-1Σj=i+1Nηijωi×ωj+Σi=1N-1Σj=i+1NμijΔαi×Δαj+TkΣi=0NΣj=1Nξijωi×Δαj;]]>其中，αl=Σk=1NΔαk,]]>α_l为一个姿态更新周期内总的拟合角增量，η_ij、μ_ij和ξ_ij分别为对应于角速率采样叉乘项、角增量子样叉乘项和角速率采样与角增量子样叉乘项的圆锥误差补偿系数，i、j和k为符号下标。