[发明专利]捷联惯导系统的舰船甲板动态变形测量方法

摘要

本发明提供的是一种捷联惯导系统的舰船甲板动态变形测量方法。(1)测量中心惯导系统输出姿态、位置、速度信息；(2)将中心惯导系统的姿态信息数据复制到当地甲板舰载装备的惯导，用所述姿态数据信息建立计算舰载装备惯导的载体坐标系和导航坐标系n之间的转换矩阵，即初始捷联矩阵；(3)选用二阶马尔科夫过程作为载体动态变形的模型；(4)建立以包括两套惯导系统失准角误差和当地甲板动态变形角误差为状态变量的卡尔曼滤波状态方程，和以两者速度差和姿态差为量测量的卡尔曼滤波量测方程，通过卡尔曼滤波，估计出甲板动态变形角。本发明不需要特殊改变安装结构；具有很好的可靠性；不需要增加造价昂贵的设备，更具有可行性。

主权项

1、一种捷联惯导系统的舰船甲板动态变形测量方法，其特征是包括如下步骤：(1)通过机械和光学仪器的安装校准，使当地甲板局部惯导的姿态与中心惯导保持一致，舰船中心捷联惯导系统预热启动并开始初始对准；(2)舰船中心捷联惯导系统初始对准完毕后进入导航状态，中心惯导系统通过自身的解算，得到解算后的姿态、位置、速度信息；(3)当地甲板舰载装备的惯导设备预热启动，舰载装备的光纤陀螺和石英加速度计开始采集比力和角速度信息，并将采集到的信息通过电缆传输到自身的导航解算单元，同时通过传输电缆将中心捷联惯导系统解算出的信息传输到当地甲板舰载装备的导航解算单元；(4)当地甲板舰载装备的导航解算单元接收存储舰船中心捷联惯导系统的导航数据，利用姿态数据信息建立计算舰载装备惯导的载体坐标系和导航坐标系n之间的转换矩阵，即初始捷联矩阵且以动态变形角为对象；(5)选用二阶马尔科夫过程作为载体动态变形的模型，各个轴的动态变形过程是独立的，动态变形角为μ_i(t)(i＝x，y，z)，它是白噪声激励的二阶马尔科夫过程，动态变形角速率为η(t)，展开为：ηx(t)=μ·x(t)ηy(t)=μ·y(t)ηz(t)=μ·z(t)---(1)]]>动态变形角速率运动方程为：η·x(t)=-βx2μx(t)-2βxηx(t)+wx(t)η·y(t)=-βy2μy(t)-2βyηy(t)+wy(t)η·z(t)=-βz2μz(t)-2βzηz(t)+wz(t)---(2)]]>其中，β_i＝2.146/τ_i(i＝x，y，z)，τ_i为相关时间，β_i为模型参数，w_i(t)是具有一定方差的白噪声，其方差满足：(i＝x，y，z)为三个动态变形角μ_x，μ_y，μ_z的方差，方程(1)和(2)就构成了动态变形的模型方程；(6)建立以包括两套惯导系统失准角误差和当地甲板动态变形角误差为状态变量的卡尔曼滤波状态方程，和以两者速度差和姿态差为量测量的卡尔曼滤波量测方程，通过卡尔曼滤波，估计出甲板动态变形角。