[发明专利]一种消除地球自转角速度对旋转调制型捷联惯导系统精度影响的方法

权利要求书

1.一种消除地球自转角速度对旋转调制型捷联惯导系统精度影响的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：建立一个旋转机构，将IMU安装在转台上，并且使IMU坐标系的三根轴与载体系的三轴平行，系统开机后预热1小时；

步骤二：对系统进行初始对准，获得初始捷联姿态矩阵

步骤三：测量当地的经纬度值λ和获得初始时刻地心惯性坐标系与导航坐标系之间的方向余弦矩阵：

步骤四：根据步骤三获得的地心惯性坐标系与导航坐标系之间的方向余弦矩阵，测量出IMU坐标系与惯性系之间的姿态角θ₁、θ₂和θ₃，其测量公式为：

θ1=arctan(-C32C33)]]>

θ₂＝arcsin(C₃₁)

θ3=arctan(-C21C31)]]>

C_ij,i,j＝1,2,3是IMU坐标系与地心惯性坐标系之间的转换矩阵中的各个元素，由步骤二和步骤三获得；

步骤五：控制转位机构依次绕IMU坐标系的z_s轴、y_s轴和x_s轴分别转动θ₃、θ₂和θ₁，使IMU坐标系与地心惯性系重合，同时控制IMU绕z_s轴顺时针以大小为ω_ie的旋转角速度转动；

步骤六：控制IMU绕着地心惯性坐标系的z_i轴和y_i轴按系统旋转方案转动；

步骤七：将陀螺仪和加速度计采集的信息实时的输入导航计算机中进行导航解算，最终给出载体的导航参数信息。

2.根据权利要求1所述的一种消除地球自转角速度对旋转调制型捷联惯导系统精度影响的方法，其特征在于：

所述的步骤六中，IMU绕着地心惯性坐标系的z_i轴和y_i轴按系统旋转方案依次旋转时，陀螺仪输出角速度的误差形式为：

δωiss=(Eg+δkg)ω^iss+ϵs---(3)]]>

式中E_g、δk_g和ε^s分别为标定后的安装误差，是IMU坐标系相对地心惯性坐标系的旋转角速度在IMU坐标系下的分量，由于在步骤五中，IMU与地心惯性坐标系重合，因此与时变的方向余弦矩阵无关；

将陀螺仪的输出误差转换到地理坐标系下进行积分，转换矩阵为：

Csn=Cin(t)Csi]]>

是IMU坐标系绕地心惯性系的方向余弦矩阵，由每次转动过程获得；是导航坐标系在地球自转角速度ω_ie的作用下与惯性坐标系之间的方向余弦矩阵，其表达形式为：

由于ω_ie<<ω，ω是IMU的旋转角速度，因此在每一次转动周期中，可以认为是常值，通过导航解算的积分过程，可以完全消除旋转调制过程中地球自转角速度对系统精度的影响。