[发明专利]一种基于光纤陀螺SINS与北斗的重力测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种惯性导航系统和北斗卫星导航系统的导航方法，尤其涉及光纤陀螺SINS/北斗卫星导航系统的重力测量方法。

背景技术

地球重力信息对地球物理学、地震的研究等都有重要的作用。对于高精度的惯导系统而言，重力值的误差是制约其导航精度的因素之一，近年来提出了用重力值修正惯导系统的方法。而重力对高精度惯性导航系统进行修正时首先要有绝对重力值信息。

目前，重力信息的获取有传统的重力仪测量重力的方法。传统的重力仪有测量绝对重力值的绝对重力仪和测量相对重力值的相对重力仪，相对重力仪虽然能够大范围、动态测量重力数据，但是其测量重力值是相对值；而传统的绝对重力仪虽然精度较高但主要是定点测量，难能满足对实时惯导系统的修正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决传统的重力测量方法中相对重力仪不能提供绝对的重力值的问题，测量的动态范围大、精度较高的基于光纤陀螺SINS与北斗的重力测量方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤一：由惯导基本方程

vep.=f-(2wie+wen)×vep+g---(1)]]>

得到垂直方向上的重力值为：

式中，g_z重力值在地理坐标系下的垂直分量（东北地方向中的地向），w_ie为地球自转角速度，表示纬度，表示载体相对地理坐标下的真实速度的东向分量，R_N，R_M分别表示地球卯西圈半径和子午圈半径；

步骤二：利用光纤陀螺SINS三轴加速度计采集载体比力信息，经低通滤波得到一定分辨率的比力测量值f^b；

步骤三：利用光纤陀螺SINS陀螺采集到姿态角信息，由姿态角信息确定方向余弦矩阵；根据惯导系统解算方程，在已知载体坐标系下的比力信息f^b和方向余弦矩阵的情况下，确定地理系下表示的比力值f^t；

步骤四：利用光纤陀螺SINS采集到的比力信息和姿态角信息经导航解算可确定载体航向信息和位置信息，进一步确定纬度值和航向值K；

步骤五：利用北斗接收机采集北斗卫星导航系统载波相位，对载波相位的处理可确定出载体的速度，利用步骤四得到的航向和纬度信息可以计算出等式

右边的后三项

步骤六：利用北斗接收机采集北斗卫星导航系统载波相位，对载波相对的处理确定出载体的加速度，经过滤波处理得到精度较高的加速度测量值v；

步骤七：根据等式和光纤陀螺SINS和北斗卫星导航系统确定的测量值，经过一定的数据处理，得到地理坐标系垂线方向上重力值g_z。

本发明提供了一种基于光纤陀螺SINS/北斗卫星导航系统重力测量方法，可应用于对高精度惯导系统的修正。旨在解决传统的重力测量方法中相对重力仪不能提供绝对的重力值的问题，且此方法的测量系统可搭载在船舶和飞机上，测量的动态范围大、精度较高。