[发明专利]一种基于误差估计的惯性导航仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于误差估计的惯性导航仿真方法，包括以下步骤：获取飞行基准航迹数据；设置惯性器件误差数据；设置惯性导航初始误差数据；利用惯导误差方程和四阶龙哥库塔公式，计算不同时刻惯性导航误差；将计算得到的不同时刻导航误差，叠加到弹体相同时刻对应的真实位置、速度、姿态上，得到基于误差估计的惯性导航仿真结果。本发明从误差传播机理出发，给出了捷联惯导系统速度误差方程、位置误差方程和姿态误差方程，结合真实的速度、位置和姿态信息，实现了基于误差估计的惯性导航仿真方法。本发明可以作为惯性导航仿真的一个新的途径，又可以作为验证传统仿真方法的一个有效途径，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及惯性导航仿真领域，尤其涉及到一种基于误差估计的惯性导航仿真方法， 能够进行不同误差情况下的惯性导航仿真，对于研究导弹惯性导航算法、惯性导航误差 具有重要作用。

背景技术

惯性导航仿真的方法有两种：

1)直接惯性导航仿真——给定初始的位置、速度和姿态信息以及实时的陀螺仪、加 速度计输出，采用惯性导航编排方程进行惯性导航仿真；

2)基于误差估计的惯性导航仿真——第一步采用惯性导航误差方程计算得到惯性导 航误差，进而叠加到真值上实现惯性导航仿真。

由于防空导弹惯性导航系统造价昂贵，加之空中试验成本高、难度大，并且实验室内真实惯导系统不能提供弹体运动的动态参数，无法满足导弹综合动态仿真实验的要求，因此需要利用仿真方法对进行惯性导航算法进行研究。

直接惯性导航仿真方法成熟、有效，但是按照传统方法编写完成一套仿真程序后，缺少对程序正确性进行充分验证的手段。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供基于误差估计的惯性导航仿真方法， 给出了惯性导航的速度误差方程、位置误差方程和姿态误差方程，从而实现基于误差估 计的惯性导航仿真。

本发明主要通过下述技术方案得以解决的：

一种基于误差估计的惯性导航仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取飞行基准航迹数据；

步骤S2：设置惯性器件误差数据；

步骤S3：设置惯性导航初始误差数据；

步骤S4：利用惯导误差方程和四阶龙哥库塔公式，计算不同时刻惯性导航误差；

步骤S5：将计算得到的不同时刻导航误差，叠加到弹体相同时刻对应的真实位置、速度、姿态上，得到基于误差估计的惯性导航仿真结果。

其中，所述步骤S1中，飞行基准航迹数据包括：经度L、纬度λ、高度h、北向速 度V_N、天向速度V_U、东向速度V_E、偏航角ψ、俯仰角θ、滚动角φ、弹体系加速度、 弹体系角速度，其中弹体系加速度包括X向加速度Y向加速度Z向加速度所述弹体系角速度包括X向角速度Y向角速度Z向角速度

其中，所述步骤S2中，惯性器件误差包括：加速度计刻度系数误差δK_Ai，加速度计安装误差角δA_i，陀螺刻度系数误差δK_Gi，陀螺安装误差角δG_i，加速度计零位误差陀螺仪零位误差其中i＝x,y,z。