[发明专利]一种雷达辅助机载捷联惯性导航系统初始对准方法

权利要求书

1.一种雷达辅助机载捷联惯性导航系统初始对准方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：通过舰船上配置的跟踪雷达对目标飞机定位跟踪；

步骤二：将跟踪雷达测量目标飞机的斜距、角位置及雷达所在位置通过无线传输提供给机载惯性导航系统；

步骤三：构建捷联惯导系统初始对准状态方程；

步骤四：构建捷联惯导系统初始对准非线性量测方程；

步骤四具体包括：

量测量Z＝[R β α]^T包括斜距R、方位角β及俯仰角α；

其中：[dxⁿ dyⁿ dzⁿ]^T为导航坐标系下目标与雷达相对位置矢量，是地球直角坐标系与导航坐标系之间的坐标转换矩阵，其地球直角坐标系下坐标为e表示地球直角坐标系，为真实的纬度、为真实的经度、为真实的高度，为惯导系统解算位置，δL为纬度位置误差，δλ为经度位置误，δh高度位置误差；

则雷达辅助捷联惯性导航系统初始对准的量测方程为：

其中：ω_R、ω_α、ω_β为符合零均值高斯分布的白噪声，非线性函数H表达式可通过上式代入获得；

步骤五：利用无迹卡尔曼滤波对惯导误差进行估计并补偿。

2.根据权利要求1所述的一种雷达辅助机载捷联惯性导航系统初始对准方法，其特征在于：步骤三具体包括：

选取状态量X为：

其中：n为导航坐标系，与当地地理坐标系重合，且其x、y、z轴分别指向东、北、天；b为载体坐标系，且其x、y、z分别指向载体的右、前、上；δP＝[δL δλ δh]^T为位置误差矢量，δL为纬度位置误差，δλ为经度位置误，δh高度位置误差；δvⁿ＝[δv_E δv_N δv_U]^T为速度误差矢量，δv_E为东向速度误差，δv_N为北向速度误差，δv_U天向速度误差；φ＝[φ_e φ_n φ_u]^T为平台失准角矢量，φ_e、φ_n、φ_u分别为东、北、天三个方向的平台失准角，ε^b＝[ε_x ε_y ε_z]^T为陀螺常值漂移矢量，ε_x、ε_y、ε_z分别为x、y、z轴向的陀螺常值漂移，为加速度计常值偏置矢量，为别是x、y、z轴向的加速度计常值偏置；

根据所选各状态参量得到惯性导航系统初始对准状态方程为：

其中：为导航系相对惯性系的旋转加速度在导航系的投影，它包括两个矢量部分：为地球自转角速度在导航坐标系的投影矢量，为载体在地球表面运动引起的导航系相对惯性系的旋转角速度在导航坐标系的投影矢量，ω_ie为地球自转角速率标量，L为当地纬度，R_h为载体与地球中心的距离，其中R_h＝R_e+h，R_e为地球半径，h为载体所在海拔高度，vⁿ＝[v_E v_N v_U]^T为载体速度矢量在导航坐标系的投影，v_E、v_N、v_U分别为东向速度、北向速度及天向速度，f^b是加速度计输出载体坐标系的比力矢量，为子惯导的姿态矩阵，T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₂₁、T₂₂、T₂₃、T₃₁、T₃₂、T₃₃是姿态矩阵的各元素，为陀螺量测的高斯白噪声矢量，为x、y、z轴向陀螺量测高斯白噪声、为加速度计量测高斯白噪声矢量，为x、y、z轴向加速度计量测高斯白噪声。