基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法技术

本发明专利技术公开了基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法，属于船舶姿态测量技术领域。具体步骤包括：给定初始导航参数，捷联惯导系统初始对准得到初始四元数；系统采样周期设置并实时采集三个轴上陀螺和加速度计的输出信号；利用陀螺输出信息得到计算四元数，进而得到载体坐标系与地理坐标系的关系矩阵，判断运载体运动状态；然后，利用和载体坐标系与地理坐标系之间的转移矩阵，得到失准角；获得失准角计算值后，对计算四元数进行更新和修正。即使系统有运动加速度时，依然保持失准角的最优计算，保证系统在不同运动状态下均具有较高的姿态测量精度，有效的提高了系统姿态测量精度。

Measurement method of horizontal attitude of surface ship based on motion reference unit

【技术实现步骤摘要】
基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法
本专利技术属于船舶姿态测量
，具体涉及基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法。
技术介绍
本专利技术是基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法，利用加速度计和陀螺仪输出进行运载体运动状态判断，根据不同的运动状态采用不同的方法计算失准角。然后利用失准角实时修正计算四元数得到准确的水平姿态。在载体处于低机动状态时，加速度计可以准确的测量重力加速度，可以直接利用加速度计和陀螺输出信息计算失准角获得较高的姿态测量精度。当载体存在运动加速度时，加速度计输出包含两部分：重力加速度和载体运动加速度，且不能将两种加速度直接分离开来，导致无法以重力加速度为参考进行姿态解算。即可以认为运动加速度为干扰加速度，使得系统姿态误差增大。因此，有必要对如何有效的避免运动加速度的干扰，使得载体有运动加速度时，依然具有较高的姿态测量精度进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供提高系统姿态测量精度的基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：...

【技术保护点】
1.基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、给定初始导航参数(t＝0时刻)：运动参考单元初始对准得到初始四元数Q(0)；/n步骤2、系统设置采样周期h，实时采集三个轴上陀螺和加速度计的输出信号

【技术特征摘要】
1.基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、给定初始导航参数(t＝0时刻)：运动参考单元初始对准得到初始四元数Q(0)；
步骤2、系统设置采样周期h，实时采集三个轴上陀螺和加速度计的输出信号与fb＝[fxbfybfzb]T，姿态解算周期H，姿态解算周期循环标志k＝1,2…，有H＝tk-tk-1；
步骤3、利用陀螺输出信息得到计算四元数进而得到载体坐标系b与地理坐标系n的关系矩阵
步骤4、判断运载体运动状态规则如下：
若且则判断运载体处于低机动状态；
若或则运载体处于高机动状态；
步骤5、当运载体处于低机动状态时，利用加速度计输出信息fb(k-1)和载体坐标系b与地理坐标系n之间的转移矩阵，得到水平失准角φb(k-1)；
步骤6、当运载体处于高机动状态时，设计合理的高通滤波器将载体机动加速度从加速度计输出信息中提取出来，再加以补偿，即然后，利用和载体坐标系b与地理坐标系n之间的转移矩阵，得到失准角φb(k-1)；
步骤7、获得失准角计算值φb(k-1)后，对计算四元数进行更新和修正如下：


2.根据权利要求1所述的基于运动参考单元的水面舰船水平姿态测量方法，其特征在于，步骤2中姿态...

【专利技术属性】
技术研发人员：奔粤阳，高倩倩，赵玉新，周广涛，李倩，吴磊，王坤，李帅阳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23