[发明专利]一种垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法

权利要求书

1.一种垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

构建真实的弹体坐标系；

利用真实的弹体坐标系构建虚拟的弹体坐标系；

分别将测量得到的真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度和Z轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系，分别得到虚拟的弹体坐标系的X′轴方向的加速度和Z′轴方向的加速度；

在预先设定的累计时间内，分别累计计算虚拟的弹体坐标系的X′轴方向的加速度和Z′轴方向的加速度，分别获得虚拟的弹体坐标系的累计后的X′轴方向的加速度和Z′轴方向的加速度；

由虚拟的弹体坐标系的累计后的X′轴方向的加速度计算得到俯仰角的正弦值和余弦值；由虚拟的弹体坐标系的累计后的Z′轴方向的加速度计算得到滚转角的正弦值和余弦值；

由俯仰角的正弦值、俯仰角的余弦值、滚转角的正弦值和滚转角的余弦值计算得到虚拟的弹体坐标系的四元数；

由虚拟的弹体坐标系的四元数计算得到真实的弹体坐标系的四元数。

2.根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述真实的弹体坐标系的原点O为弹体的质心，其X轴沿水平方向从弹体的质心指向弹头的方向，其Y轴沿竖直方向向上，真实的弹体坐标系的X轴、Y轴和Z轴两两垂直且构成右手坐标系。

3.根据权利要求2所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述虚拟的弹体坐标系的原点O′与所述真实的弹体坐标系的原点O重合，虚拟的弹体坐标系的X′轴沿真实的弹体坐标系的Y轴的负方向；虚拟的弹体坐标系的Y′轴沿真实的弹体坐标系的X轴的正方向；虚拟的弹体坐标系的X′轴、Y′轴和Z′轴两两垂直且构成右手坐标系。

4.根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系的转换公式为：

δV_x′＝-δV_y；

其中，δV_x′为虚拟的弹体坐标系的X′轴方向的加速度；δV_y为真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度；

所述真实的弹体坐标系的Z轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系的转换公式为：

δV_z′＝δV_z；

其中，δV_z′为虚拟的弹体坐标系的Z′轴方向的加速度；δV_z为真实的弹体坐标系的Z轴方向的加速度。

5.根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述虚拟的弹体坐标系的累计后的X′轴方向的加速度的计算公式为：

EV_x2＝EV_x1+δV_x′；

其中，EV_x2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X′轴方向的加速度；EV_x1为虚拟的弹体坐标系的累计前的X′轴方向的加速度；δV_x′为虚拟的弹体坐标系的X′轴方向的加速度；

所述虚拟的弹体坐标系的累计后的Z′轴方向的加速度的计算公式为：

EV_z2＝EV_z1+δV_z′；

其中，EV_z2为虚拟的弹体坐标系的累计后的Z′轴方向的加速度；EV_z1为虚拟的弹体坐标系的累计前的Z′轴方向的加速度；δV_z′为虚拟的弹体坐标系的Z′轴方向的加速度。

6.根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述俯仰角的正弦值的计算公式为：

其中，sin(δθ)为俯仰角的正弦值；g为当地重力加速度；EV_x2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X′轴方向的加速度；

所述俯仰角的余弦值的计算公式为：

其中，cos(δθ)为俯仰角的余弦值。