一种陀螺地磁组合的姿态解算方法技术

本发明专利技术公开了一种陀螺地磁组合的姿态解算方法，包括以下步骤：步骤1、利用三轴陀螺角速率信息采用旋转矢量法优化算法解算姿态信息；利用地磁信息计算，通过积分比值法求解横滚角信息；步骤2、将地磁信号解算的横滚角和陀螺信号解算的俯仰角和偏航角作为下一时刻解算四元数；步骤3、重复步骤1和步骤2即实现姿态更新。本发明专利技术利用陀螺当前角速率、角增量，以及上一时刻角增量信息，计算出姿态信息，并利用两轴地磁信号解算出的横滚角修正以获得更高的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种陀螺地磁组合的姿态解算方法
本专利技术属于姿态测量领域,具体涉及一种陀螺地磁组合的姿态解算方法。
技术介绍
高动态环境下捷联惯导系统的姿态解算是提高系统精度的关键技术。姿态解算是指利用载体传感器的输出计算分析得到姿态信息，包括航向角、俯仰角、横滚角。对作高动态运动处在高动态环境的导弹炮弹等载体来说，姿态测量精度是决定其捷联惯导系统能否正常工作的关键性因素。旋转弹体绕自身纵轴高速旋转，陀螺仪精度较高，但误差会随着时间累计，需要配合其他惯性器件或传感器进行组合测量姿态角。与陀螺器件相比，地磁的短期精度不高，但其误差不会随时间累积，抗高过载能力也较强。如果将两者进行组合使用，可以大大提高从精度和稳定性。因此，需要一种新的陀螺地磁组合的姿态解算方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种能够获得更高精度的姿态信息的陀螺地磁组合的姿态解算方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术的陀螺地磁组合的姿态解算方法可采用如下技术方案：一种一种陀螺地磁组合的姿态解算方法，采用陀螺仪和地磁传感器进行数据采集得到陀螺信号和地磁信号，包括如下步骤：步骤一、利用陀螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陀螺地磁组合的姿态解算方法，其特征在于，采用陀螺仪和地磁传感器进行数据采集得到陀螺信号和地磁信号，包括如下步骤：步骤一、利用陀螺角速率信息采用旋转矢量法优化算法解算姿态信息，利用地磁信息通过积分比值法求解横滚角；步骤二、将步骤一利用地磁信号解算得到的横滚角和陀螺信号解算得到的的俯仰角和偏航角作为下一时刻解算的四元数；步骤三、重复步骤一和步骤二即实现姿态更新。

【技术特征摘要】
1.一种陀螺地磁组合的姿态解算方法，其特征在于，采用陀螺仪和地磁传感器进行数据采集得到陀螺信号和地磁信号，包括如下步骤：步骤一、利用陀螺角速率信息采用旋转矢量法优化算法解算姿态信息，利用地磁信息通过积分比值法求解横滚角；步骤二、将步骤一利用地磁信号解算得到的横滚角和陀螺信号解算得到的的俯仰角和偏航角作为下一时刻解算的四元数；步骤三、重复步骤一和步骤二即实现姿态更新。2.根据权利要求1所述的陀螺地磁组合的姿态解算方法，其特征在于，步骤1)中利用陀螺角速率信息采用旋转矢量法优化算法解算姿态信息包括以下步骤：1.1、通过陀螺信号计算旋转矢量Φ(T)；1.2、根据步骤1.1得到的旋转矢量Φ(T)，计算得到旋转四元数；1.3、根据步骤1.2的旋转四元数计算姿态的姿态信息。3.根据权利要求1所述的陀螺地磁组合的姿态解算方法，其特征在于，步骤1)中利用地磁信息通过积分比值法求解横滚角信息包括以下步骤：2.1、计算模型函数f(θ)的值；2.2、地磁传感器包括磁传感器S1和磁传感器S2，磁传感器S1和磁传感器S2的测量值分别为HS1和HS2，计算测量值HS1和HS2为零时的横滚角γ，其中，HS1为磁传感器S1的测量值，HS2为磁传感器S2的测量值。4.根据权利要求2所述的陀螺地磁组合的姿态解算方法，其特征在于，步骤1.1中通过下式计算旋转矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴盘龙，王超尘，刘佳乐，朱建良，邓宇浩，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32