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一種火箭橇軌道重力實時測量方法
【專利摘要】一種火箭橇軌道重力實時測量方法(1)在當前導航周期，根據火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關系，得到當前導航周期下真實的火箭橇橇體高度信息hB，進而得到高度誤差信號δh＝h-hB；(2)將高度誤差信號δh經過積分控制得到控制分量x，高度誤差信號δh經過PID控制，得到高度控制量uh；(3)將分量x經過低通濾波得到重力偏差x′，再將重力偏差x′與地球重力模型值gh做和，得到實時的測量重力值g0；(4)將uh及g0反饋至慣性導航系統，由慣性導航系統解算得到修正后的火箭橇橇體的高度h；(5)進入下一導航周期，慣性導航系統解算火箭橇橇體的緯度信息，根據火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關系，得到當前導航周期下真實的hB，重新得到高度誤差信號δh；轉步驟(2)循環執行。
【專利說明】一種火箭橇軌道重力實時測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種組合導航系統設計方法，尤其一種火箭橇軌道重力實時測量方法，可用于具有高精度導航精度的場合，例如航空航天、測繪等領域。
【背景技術】
[0002]在慣性導航系統中，高度通道的特征方程具有一個正根
【權利要求】
1.一種火箭橇軌道重力實時測量方法，其特征在于步驟如下: (1)在當前導航周期，慣性導航系統解算火箭橇撬體的高度h以及火箭橇橇體的緯度信息，根據火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關系，得到當前導航周期下真實的火箭橇橇體高度信息hB，進而得到高度誤差信號δ h = h-hB ;所述的慣性導航系統置于火箭橇橇體中； (2)將高度誤差信號Sh經過積分控制得到控制分量X，高度誤差信號Sh經過PID控制，得到高度控制量uh; (3)將上述控制分量X經過低通濾波得到重力偏差X'，再將重力偏差X'與地球重力模型值gh做和，得到實時的測量重力值gQ ; (4)將步驟(2)中得到的高度控制量Uh以及步驟(3)中得到實時的測量重力值gQ反饋至慣性導航系統，由慣性導航系統解算得到修正后的火箭橇撬體的高度h ； (5)進入下一導航周期，慣性導航系統解算火箭橇橇體的緯度信息，根據火箭橇軌道中的緯度與高度信息的關系，得到當前導航周期下真實的火箭橇橇體高度信息匕，將步驟(4)中修正后的高度h與hB做差，得到高度誤差信號δ h ;轉步驟(2)循環執行。
2.根據權利要求1 所述的一種火箭橇軌道重力實時測量方法，其特征在于:所述步驟(4)中的修正后的火箭橇撬體的高度h采用將下式積分后得到，
3.根據權利要求1所述的一種火箭橇軌道重力實時測量方法，其特征在于:所述步驟(5)中的慣性導航系統解算火箭橇橇體的緯度信息通過下述步驟實現: (5.1)設置火箭橇軌道坐標系(OX1Y1Z1),該坐標系的原點為火箭橇軌道起始點，OX1軸指向火箭橇橇體運動前進方向，OZ1軸朝上垂直于軌道，OY1軸在水平面內垂直于軌道，且三者滿足右手坐標系； (5.2)慣性測量系統進行自對準或者進行傳遞對準，得到火箭橇橇體的軌道坐標系下的三個姿態角初值； (5.3)計算地球轉速以及重力加速度在火箭橇軌道坐標系下的分量，結合慣性測量系統中捷聯陀螺的輸出，更新火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標系下的三個姿態角； (5.4)利用步驟(5.3)中更新后的姿態角計算火箭橇軌道坐標系到捷聯本體坐標系的姿態變換矩陣； (5.5)利用步驟(5.4)中的姿態變換矩陣、步驟(5.3)中的重力加速度在火箭橇軌道坐標系下的分量，結合慣性測量系統中捷聯加表的輸出，得到火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標系的加速度，進而得到火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標系的速度以及位置； (5.6)將步驟(5.5)中得到的火箭橇橇體在火箭橇軌道坐標系下的位置信息轉換為在地理坐標系下的火箭橇橇體位置信息 。
【文檔編號】G01C21/18GK103955005SQ201410198469
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】魏宗康, 趙龍, 劉璠 申請人:北京航天控制儀器研究所