[发明专利]一种基于惯性系的组合导航初始粗对准方法

权利要求书

1.一种基于惯性系的组合导航初始粗对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立初始对准坐标系；

(2)获取传感器信息，包括GPS系统得到的经纬度信息、里程计的速度信息以及陀螺仪和加速度计的信息，并利用经纬度信息求取变换矩阵；

(3)利用FIR滤波器对陀螺仪、加速度计以及里程计的信息进行滤波以降低系统的高频噪声干扰，并对FIR滤波器进行时延分析；

(4)将FIR滤波器的输出用于导航解算，将姿态矩阵分解成多个坐标变换矩阵，从而将姿态矩阵的求解转化为常值矩阵求解，并对FIR滤波器进行时延补偿，其中下标b表示载体坐标系，上标n表示导航坐标系，下标表示凝固惯性坐标系，上标i₀表示初始时刻惯性坐标系；

(5)采用姿态优化算法求解常值矩阵完成初始粗对准。

2.根据权利要求1所述基于惯性系的组合导航初始粗对准方法，其特征在于，步骤(1)中所述初始对准坐标系包括：

i系，即地心惯性坐标系，ox_i轴在赤道平面内且指向春分点，oz_i轴指向地球自转方向，三轴构成右手坐标系；

e系，即地球坐标系，ox_e轴在赤道平面内且指向中央子午线，oz_e轴沿地球自转方向，三轴构成右手坐标系；

n系，即导航坐标系，选取“东-北-天”坐标系为导航坐标系；

b系，即载体坐标系，定义“右-前-上”坐标系为载体系；

i₀系，即初始时刻惯性坐标系，在初始对准起始时刻，ox_i0轴在当地子午面内且平行于赤道平面，oz_i0轴指向地球自转方向，三轴构成右手坐标系，初始对准开始后i₀系三轴方向相对惯性空间保持不动；

e₀系，即初始时刻地球坐标系，原点为地球中心，ox_e0轴在赤道平面内且指向当地子午线，oz_e0沿地球自转方向，三轴构成右手坐标系；

n₀系，即初始时刻导航坐标系，把初始对准开始时刻的导航坐标系定义为n₀系，它相对地球表面固定不动，即不随捷联惯组在地球表面运动而运动；

系，即凝固惯性坐标系，在初始对准起始时刻系重合于b系，初始对准开始后系不随捷联惯性系统转动，即在惯性空间中保持指向不变。

3.根据权利要求1所述基于惯性系的组合导航初始粗对准方法，其特征在于，在步骤(3)中采用三阶FIR滤波器，滤波公式如下：

y(k)＝b₀x(k)+b₁x(k-1)+b₂x(k-2)+b₃x(k-3)-a₁y(k-1)-a₂y(k-2)-a₃y(k-3)

上式中，x(k)为传感器读取的数据，y(k)为FIR滤波器的输出；b₀,a_i,b_i为系数，i＝1,2,3。

4.根据权利要求1所述基于惯性系的组合导航初始粗对准方法，其特征在于，在步骤(3)中，计算FIR滤波器的时间延迟：

Δt=N-12*Fs]]>

上式中，N为抽头数，Fs为采样频率。