一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了能夠?qū)崿F(xiàn)極區(qū)航行運載器在無阻尼條件下進行綜合校正的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法。本方法通過以橫地理坐標(biāo)系作為導(dǎo)航坐標(biāo)系，在極區(qū)范圍內(nèi)通過橫坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將導(dǎo)航參數(shù)轉(zhuǎn)換到橫地理坐標(biāo)系下。以橫地理坐標(biāo)系下的慣導(dǎo)輸出誤差量作為狀態(tài)量，速度作為外部觀測量，建立卡爾曼濾波模型，估測出水平誤差角并引入到傳統(tǒng)兩點校正算法中，在無阻尼狀態(tài)條件下完成極區(qū)慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正過程。本發(fā)明在無阻尼條件下實現(xiàn)極區(qū)航行運載器綜合校正，解除了傳統(tǒng)綜合校正方案對運載器航行方式的限制，提高了極區(qū)慣導(dǎo)系統(tǒng)工作的靈活性。
【專利說明】一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種導(dǎo)航系統(tǒng)綜合校正技術(shù)，特別涉及能夠?qū)崿F(xiàn)極區(qū)航行運載器在無阻尼條件下進行綜合校正的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對極地地區(qū)科學(xué)考察的發(fā)展，極地的重要性越來越受到世界各國的重視。無論從地質(zhì)資源、戰(zhàn)略意義或是貨運貿(mào)易來看，極區(qū)對于我國的發(fā)展都有重要的意義。對于航行在極區(qū)的船舶來說，導(dǎo)航的精度保證至關(guān)重要。對于船用慣導(dǎo)系統(tǒng)而言，其困難就在于運行周期長，精度要求高，必須定期對系統(tǒng)進行重調(diào)和校正。目前平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)的校正技術(shù)比較成熟，但是傳統(tǒng)方法要求船舶在進行綜合校正時必須處于勻速直航狀態(tài)，否則系統(tǒng)無法滿足舒勒振蕩條件，產(chǎn)生機動誤差。這對于航行在極區(qū)復(fù)雜環(huán)境下的船舶來說不太實際。
[0003]目前很多學(xué)者對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)綜合校正技術(shù)做了大量研究工作。于堃等人針對載體運動影響，提出了無阻尼狀態(tài)下的綜合校正算法，該算法需要慣導(dǎo)系統(tǒng)進行狀態(tài)切換，保證載體機動時系統(tǒng)處于無阻尼狀態(tài)，削弱機動導(dǎo)致的影響，但是其方法是基于導(dǎo)航坐標(biāo)系為地理坐標(biāo)系的假設(shè)，這些對于工作在極區(qū)艦船慣性導(dǎo)航系統(tǒng)來說并不適用；哈爾濱工程大學(xué)曾提出在慣性系下使用位置和航向信息進行陀螺漂移和航向誤差校正的方法，但該方法是建立在傳統(tǒng)坐標(biāo)框架內(nèi)，船舶在極區(qū)航行過程中，因緯度過高而不能進行導(dǎo)航解算。
[0004]因此，研究能夠有效降低對載體機動方式的要求且能夠適用于極區(qū)的綜合校正方法對于航行在極區(qū)的船舶導(dǎo)航系統(tǒng)具有重大意義和實用價值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是能夠在無阻尼條件下實現(xiàn)極區(qū)航行運載器綜合校正，因此設(shè)計了一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，包括以下幾個步驟:
[0008]步驟一:將船用慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的導(dǎo)航參數(shù)量轉(zhuǎn)換到橫地理坐標(biāo)系下，導(dǎo)航參數(shù)包括:經(jīng)緯度值、航向、速度和姿態(tài)信息；
[0009]地理坐標(biāo)系與橫地理坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為:
[0010]
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: 步驟一:將船用慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的導(dǎo)航參數(shù)量轉(zhuǎn)換到橫地理坐標(biāo)系下，導(dǎo)航參數(shù)包括:經(jīng)緯度值、航向、速度和姿態(tài)信息； 地理坐標(biāo)系與橫地理坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，其特征在于:所述的步驟二中，導(dǎo)航機械編排為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，其特征在于:所述的步驟三中，建立的卡爾曼濾波器為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，其特征在于:所述的步驟四中，將得到的X軸姿態(tài)誤差角$和y軸姿態(tài)誤差角表引入到導(dǎo)航系統(tǒng)的兩點校正中，得到:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于極區(qū)的慣導(dǎo)系統(tǒng)綜合校正方法，其特征在于:所述的步驟四中，將得到的X軸姿態(tài)誤差角炎和y軸姿態(tài)誤差角?引入到導(dǎo)航系統(tǒng)的兩點校正中，得到:
【文檔編號】G01C25/00GK103983277SQ201410206180
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】孫楓, 尹冬寒, 趙立莎, 奔粵陽, 李敬春, 楊曉龍, 趙維珩, 楊祥龍, 李明宇, 阮雙雙 申請人:哈爾濱工程大學(xué)
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