[发明专利]基于罗经原理的旋转式船用捷联惯导方位对准方法

摘要

本发明的目的在于提供基于罗经原理的旋转式船用捷联惯导方位对准方法。设置旋转频率，选取系统无阻尼频率和系统阻尼系数，得到所需对准时间，进行粗对准初始，获取姿态阵和相应的姿态四元数，将旋转式船用捷联惯导水平放置在船上，利用转台使IMU旋转，同时使用加速度计测量出IMU系的加速度，测出IMU系相对于惯性系下的角速率在IMU系的投影，将载体系加速度经姿态矩阵转化到平台系上，使用四元数法更新计算本时刻的姿态矩阵，得到系统的俯仰角、横滚角和偏航角，重复上述步骤进入下一个时间的循环，在每一个系统周期中输出载体的姿态，直到达到计算所得的时间，对准结束。

主权项

1.基于罗经原理的旋转式船用捷联惯导方位对准方法，其特征是：(1)设置旋转频率，使得IMU旋转速度满足下式ω_z·ΔT＝δψ其中ω_z为系统单轴旋转速度，ΔT为系统采样周期，δψ表示动态延迟误差的评定系数；(2)根据步骤(1)中设定的转速ω_z，选取系统无阻尼频率取系统阻尼系数ξ为0.707，得到所需对准时间T=2πωn1-ξ2;]]>(3)进行粗对准初始，得到姿态阵和相应的姿态四元数Q；(4)将旋转式船用捷联惯导水平放置在船上，利用转台使IMU绕Z轴以ω_z的角速率旋转，同时使用加速度计测量出IMU系的加速度f_b，测出IMU系相对于惯性系下的角速率在IMU系的投影令IMU系为b系、惯性系为i系，则ωibb=ωibxbωibybωibzb]]>fb=fxbfybfzb;]]>(5)使用将步骤(4)中测得的载体系加速度经姿态矩阵转化到平台系上fp=Cbpfb;]]>(6)利用步骤(5)中得到的f_p计算修正角速度在平台系的投影(7)由得到载体系对数学平台系的角速率ωpbb=ωibb-Cpb(ωiep)-Cpb(ωcp),]]>其中Ω为地球自转角速率，为当地纬度；(8)利用步骤(7)中所提供的使用四元数法更新计算本时刻的姿态矩阵(9)利用步骤(8)中所得姿态矩阵得到当前姿态θ=arcsinCb32p]]>γ=arctan-Cb31pCb33p]]>ψ=arctan-Cb12pCb22p]]>然后将所得的三个角度修正：修正后的θ、γ和ψ即分别为系统的俯仰角、横滚角和偏航角；(10)重复步骤(4)至步骤(9)进入下一个时间的循环，在每一个系统周期中输出载体的姿态，直到达到步骤(2)中所计算的时间T，对准结束。