[发明专利]带双轴转位机构的惯导系统三位置参数辨识对准方法

权利要求书

1.一种带双轴转位机构的惯导系统三位置参数辨识对准方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在初始位置按照转位机构先绕其中一个框架，记为X框架，转动一定角度，记为a角度，再绕另一框架，记为Y框架，转动一定角度，记为b角度，作为捷联惯导系统自对准的第一位置，采集惯导系统的陀螺和加速度计数据；

根据记录的到时刻陀螺和加速度计的输出，进行粗对准和参数辨识法精对准，得到第一位置姿态矩阵并计算等效北向陀螺漂移和天向加速度零位

(2)绕Y框架转动-b角度得到第二位置，在第二位置采集陀螺和加速度计的输出；

根据记录的到时刻陀螺和加速度计的输出，进行粗对准和参数辨识法精对准，得到第二位置姿态矩阵计算等效北向陀螺漂移和天向加速度零位

(3)绕X框架转动-a角度，回到初始位置，作为第三位置，在第三位置采集陀螺和加速度计的输出；

根据记录的到时刻陀螺和加速度计的输出，进行粗对准和参数辨识法精对准，得到第三位置姿态矩阵计算等效北向陀螺漂移和天向加速度零位

(4)依据三个位置姿态矩阵和和计算结果进行反解得到ε_x、ε_y和ε_z；

其中

利用第三位置的姿态矩阵和ε_x、ε_y和ε_z计算

依据三个位置姿态矩阵和和测漂结果进行反解得到和

其中

利用第三位置的姿态矩阵和和计算和

(5)根据步骤(4)的计算结果，得到和后，对第三位置的参数辨识精对准计算的失准角进行补偿，得到最终的对准结果。

2.根据权利要求1所述的带双轴转位机构的惯导系统三位置参数辨识对准方法，其特征在于：以第一角度为a＝-90°，第二角度为b＝-90°。

3.根据权利要求1或2所述的带双轴转位机构的惯导系统三位置参数辨识对准方法，其特征在于：

静态情况下，捷联惯导系统通过自身的导航解算得到的速度信息即为速度误差[ΔV_E(t) ΔV_N(t) ΔV_U(t)]^T通过对速度误差按照公式(5)进行参数辨识，具体辨识方法可采用最小二乘法或卡尔曼滤波法；

其中,V_DE、V_DN和V_DU是对做简谐波动的等效干扰加速度的积分，没有随时间增长的趋势；为加速度计在第三个位置的等效加速度计零偏；

可将式(5)改写成：

其中：T_s为捷连惯导系统的采样周期，和均可从速度误差中辨识出；

其中，φ_E0、φ_N0、φ_U0分别为姿态误差角初值；

对a_1E、a_2E、a_3E、a_1N、a_2N、a_3N和a_1U辨识得到后，利用式(7)和(8)求解得到u_E、u_N、u_U、φ_E0、φ_N0和φ_U0；

其中，ω_ie为地球自转角速度，L为对准所处的当地纬度；

得到u_E、u_N、u_U、φ_E0、φ_N0和φ_U0后，按照式(9)求解得到姿态误差角φ＝[φ_E φ_N φ_U]^T；

依据式(9)得到的φ＝[φ_E φ_N φ_U]^T，按照式(10)对第三位置的姿态矩阵进行更新

即为经过误差补偿后的最终姿态矩阵。