[发明专利]一种适用于稳态航行可节省两轴捷联陀螺的惯导解算方法

权利要求书

1.一种适用于稳态航行可节省两轴捷联陀螺的惯导解算方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：在捷联系统配置的基础上去掉俯仰角与滚动角通道的陀螺仪表，保留航向角通道，其余三轴加速度计仍按捷联配置，采用加速度计提取姿态角方法得到俯仰角与滚动角；

由加速度计提取姿态角的公式如下：

式中，θ_a(k)、γ_a(k)分别为k时刻由加速度计计算得到的平滑前的俯仰角与滚动角；a_x(k)、a_y(k)、a_z(k)分别为k时刻沿雷体坐标系x、y、z三轴的平滑后的加速度输出；

步骤2：由加速度计提取姿态角后进行平滑处理，平滑处理的步骤如下：

采用基于二阶巴特沃斯滤波器的加速度计数据进行平滑处理：

其中，a_in(m)为采集得到的加速度计输出，a_out(m)为递推得到的平滑后的加速度计输出，m为递推帧数，取m＝2,3,...9；

步骤3：平滑处理后进行姿态平滑，姿态平滑的计算公式如下：

其中，θ_acc(l)和γ_acc(l)为l时刻由加速度计计算得到的步骤3中平滑后的俯仰角与滚动角；

步骤4：当存在磁干扰时，将磁罗盘航向角注入作为初值，接收大于2帧的数据；

步骤5：按公式(4)计算航向角、俯仰角与滚动角的角增量，且从第3帧后开始计算：

δψ、δθ、δγ分别为导航坐标系的航向角、俯仰角与滚动角的角增量，单位是弧度，其中，ψ_m+1是第m+1帧的航向角，ψ_m是第m帧的航向角；θ_m+1是第m+1帧的俯仰角，θ_m是第m帧的俯仰角，γ_m+1是第m+1帧的滚动角，γ_m是第m帧的滚动角；

在最初阶段，航向角由注入获取，之后的每一帧计算经过捷联解算获取；俯仰角和滚动角分别由加速度计输出经步骤3的平滑处理后提取获得；

步骤6：利用四元素微分方程进行角增量计算：

Θ₁、Θ₂、Θ₃是四元素微分解算角增量，Δ ω是由陀螺输出而得的机体系角增量，Δ t为时间增量，ω_inby是地球自转与航行体机体系平移角速度之和在机体坐标系上的投影；计算角增量后，根据三个轴陀螺捷联惯导计算方法，完成航向角、俯仰角、滚动角的提取计算。