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專利名稱：一種消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法
技術領域：
本發明屬于慣導標定技術領域，具體涉及一種消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法。
背景技術：
在捷聯慣導系統系統級標定方案中，通常需要在轉臺處于靜止狀態時進行對準，以獲取靜止狀態結束時刻的慣導系統姿態。然而在實際工程應用中，電動轉臺鎖定時通常處于一種微小抖動狀態。此時經典的初始對準方法解算得到的姿態矩陣并不是最后時刻的慣導系統姿態矩陣，這將影響慣導系統、特別是高精度慣導系統的標定精度 。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種適用于高精度慣導系統系統級標定過程中，消除轉臺抖動因素影響的對準方法。本發明的技術方案如下所述一種消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，該方法首先利用陀螺信息實時跟蹤慣導系統由于轉臺抖動引入的姿態運動，建立實時載體坐標系與起始時刻載體坐標系之間的方向余弦矩陣；然后利用該矩陣將加速度計輸出值進行投影并積分，同時利用已知的地球自轉信息和緯度信息計算起始時刻地球坐標系下的重力加速度積分，構建起始時刻載體坐標系和起始時刻地球坐標系下的加速度積分矩陣，解算出兩個坐標系之間的方向余弦矩陣；繼而得到實時載體坐標系與地理坐標系之間的姿態矩陣，即靜止狀態結束時刻的姿態信息，消除轉臺抖動給高精度慣導系統系統級標定帶來的不利影響。作為優選方案，建立實時載體坐標系與起始時刻載體坐標系之間的方向余弦矩陣具體包括以下步驟首先跟蹤慣導系統由于轉臺抖動以及地球自轉引起的姿態運動，利用陀螺實時輸出的角增量信息△ e，更新實時載體坐標系bt與起始時刻載體坐標系bo之間的方向余弦矩陣C;初始時刻=/，I為維數是3X3的單位矩陣，對應的四元數Qtl為Q0 = [q0 q: q2 q3] = [1 0 0 0](I)利用四元數畢卡算法，求解實時四元數
a+1=(/ +子)a(2)式中
權利要求
1.一種消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，其特征在于該方法首先利用陀螺信息實時跟蹤慣導系統由于轉臺抖動引入的姿態運動，建立實時載體坐標系與起始時刻載體坐標系之間的方向余弦矩陣；然后利用該矩陣將加速度計輸出值進行投影并積分，同時利用已知的地球自轉信息和緯度信息計算起始時刻地球坐標系下的重力加速度積分，構建起始時刻載體坐標系和起始時刻地球坐標系下的加速度積分矩陣，解算出兩個坐標系之間的方向余弦矩陣；繼而得到實時載體坐標系與地理坐標系之間的姿態矩陣，即靜止狀態結束時刻的姿態信息，消除轉臺抖動給高精度慣導系統系統級標定帶來的不利影響。
2.根據權利要求1所述的消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，其特征在于建立實時載體坐標系與起始時刻載體坐標系之間的方向余弦矩陣具體包括以下步驟 首先跟蹤慣導系統由于轉臺抖動以及地球自轉引起的姿態運動，利用陀螺實時輸出的角增量信息△ Θ，更新實時載體坐標系bt與起始時刻載體坐標系bO之間的方向余弦矩陣Cbo . 初始時刻= /，I為維數是3X3的單位矩陣，對應的四元數Qtl為
3.根據權利要求2所述的消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，其特征在于建立起始時刻載體坐標系和起始時刻地球坐標系之間的方向余弦矩陣具體包括以下步驟 利用該方向余弦矩陣，將加速度計的輸出信息從實時載體坐標系bt投影到起始時刻載體坐標系bO
4.根據權利要求3所述的消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，其特征在于對準時間N = 180秒。
5.根據權利要求3或4所述的消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法，其特征在于獲取靜止狀態結束時刻姿態信息的步驟如下所述利用已知的地球自轉信息和緯度信息，得 cos Z - sin Z OI OOCnet - sin Z cos Z O ,Cf0 = O cos(Q/) sin(Q/)(9) 00 10 - sin(Q/) cos(Q/) 式中 C表示實時地球坐標系(記為et系)與地理坐標系(記為η系)之間的方向余弦矩陣； C=表示實時地球坐標系et與起始時刻地球坐標系eO之間的方向余弦矩陣； 然后得到實時載體坐標系bt與地理坐標系η之間的方向余弦矩陣Cu =CnetCTtlCb:(10) Cnbt:實時載體坐標系bt與地理坐標系η之間的方向余弦矩陣； G即靜止狀態結束時刻的姿態信息。
全文摘要
本發明屬于慣導標定技術領域，具體涉及一種消除高精度慣導系統標定中轉臺抖動影響的方法。本發明的方法首先建立實時載體坐標系與起始時刻載體坐標系之間的方向余弦矩陣；然后構建起始時刻載體坐標系和起始時刻地球坐標系之間的方向余弦矩陣；繼而得到實時載體坐標系與地理坐標系之間的姿態矩陣，即靜止狀態結束時刻的姿態信息。本發明解決了高精度慣導系統系統級標定過程中，轉臺抖動因素影響標定精度的技術問題。本發明利用陀螺的輸出信息，實時跟蹤慣導系統由于轉臺抖動引起的姿態變化，消除了轉臺抖動帶來的不利影響，提高了慣導系統標定精度，同時降低了標定過程中對轉臺鎖定精度的要求。
文檔編號G01C25/00GK102997932SQ20111027345
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者尚克軍, 徐策, 王子靜, 徐丹, 李文耀, 張凌宇, 王黎斌, 扈光鋒, 周祖洋, 劉輝, 謝仕民, 李邦清, 劉峰 申請人:北京自動化控制設備研究所