[发明专利]一种罗经方位对准的参数设置方法

说明书

本发明公开了一种罗经方位对准的参数设置方法，其中，包括：求东向陀螺随机常值漂移ε_E产生的对准误差φ_z1(T_d)的绝对值；求方位角的初始误差φ_z0产生的对准误差φ_z2(T_d)的绝对值；求东向陀螺随机游走系数为RWC产生的对准误差φ_z3(T_d)的绝对值；求三项误差产生的初始对准总误差φ_z(T_d)；由于φ_z1(T_d)、φ_z2(T_d)和φ_z3(T_d)这三项误差源都是随机误差，求其方差；为使得var(φ_z(T_d))最小，对var(φ_z(T_d))求T_d的导数，并令其导数等于0，进而求得最优解T_d。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术，特别涉及一种罗经方位对准的参数设置方法。

背景技术

罗经对准是惯性导航系统(以下简称惯导)常用的一种初始对准方法，该方法基于“罗经效应”原理，应用经典控制理论，在频域上设计罗经对准回路，罗经对准具有设计参数少、计算量小、易于实现等优点。

罗经对准分为水平对准和方位对准，一般来讲，水平对准速度快、精度高，难度较小，设计方法也较为成熟。而罗经方位对准则是整个对准过程的关键和难点。

图1所示为罗经方位对准原理图，如图1所示，s为拉普拉斯算子符，ω_ie为地球自转角速率，L为当地地理纬度，g为当地重力加速度， R为地球半径，为惯导的北向加速度计偏置，ε_E为惯导的东向陀螺漂移，ε_U为惯导的天向陀螺漂移，δV_N为北向速度误差，φ_x为东向失准角，φ_z为方位失准角，K₁、K₂为北向水平回路的设计参数，为罗经回路控制环节，K₃、K₄为罗经回路的设计参数。

根据上面罗经方位对准原理图可知，该四阶系统的响应为

其中，φ_x0为东向误差角初始误差，当罗经对准经过水平调平后，这一项非常小，对罗经方位对准无影响；φ_z0为方位误差角初始误差，该误差会影响罗经方位对准收敛特性，Δ(s)为罗经方位对准系统的特征方程，且有：

其中，为舒勒频率，K₁，K₂，K₃，K₄为需要设定的参数。

一般来说，较为成熟的参数设置方法是将该四阶系统变成两个相同的二阶系统的串联形式，且该系统的特征根有如下形式：

s_1,2＝s_3,4＝-σ±jω_d；

其中，σ＝ξω_n为衰减系数，ξ为阻尼比，ω_n为所设计的二阶系统的无阻尼震荡频率，ω_d＝2π/T_d为阻尼震荡频率，T_d为二阶系统的阻尼震荡周期，且有一般设置系统的阻尼比因此有ω_d＝σ，此时相关参数为：K₁＝K₄＝2σ，K₃＝4σ⁴/g。