硅微航姿系统惯性/地磁组合方法技术方案

技术编号:2520003 阅读:345 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术硅微航姿系统惯性/地磁组合方法。具体涉及:利用重力向量和地磁向量的观测量确定载体的初始姿态;基于重力场、地磁场这两个姿态参考向量选取最佳观测向量的方法;组合Kalman滤波器观测方程坐标系的选取原则;惯性/地磁Kalman组合滤波器的实现方法。通过上述发明专利技术,可以用低精度硅微惯性元件与磁传感器组合实现硅微航姿系统,实时给出载体的航向姿态。本发明专利技术对低精度惯性/地磁组合方法具有通用性,能减小载体运动加速度对重力的影响和外界磁场对地磁场的影响,可广泛应用于硅微航姿系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量方法,特别是涉及一种捷联航姿系统的组合导航方法,尤其涉及一 种硅微航姿系统惯性/地磁组合导航方法。
技术介绍
硅微航姿系统包括由三个硅微陀螺仪、三个硅微加速度计和三轴磁强计组成的微惯性测 量单元(MIMU)和导航计算机,是一种捷联式惯性组合导航系统,硅微陀螺仪和加速度计 直接固连在运载体上,测量出载体的旋转运动角速率和线运动加速度信息(包括重力加速度), 然后送至导航计算机中进行实时的姿态矩阵解算,并从捷联姿态矩阵的有关元素中计算出载 体的姿态角。硅微加速度计及硅微陀螺是基于MEMS技术的一种新型惯性传感器,目前其精 度相对常规惯性器件要低很多,陀螺的漂移和噪声水平要高于地球的自转速率,因此目前航 姿系统大多采用微惯性器件与磁强计组合使用的方案。硅微航姿系统用加速度计和磁强计测量的重力向量和地磁向量为参考信息通过Kalman 组合滤波来补偿陀螺的漂移、修正陀螺测量的载体运动角速度积分后的角度漂移,确定的载 体姿态信息既有长期的稳定精度又具有载体动态运动的快速实时性,明显的提高了航姿系统 的精度、增强了系统的鲁棒性。因此如何构建一种更加充分利用加速度计、磁强计本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅微航姿系统惯性/地磁组合方法,其特征是:    (1)利用微惯性测量组件MIMU中的硅微传感器感应载体运动:硅微陀螺敏感载体运动沿其轴向的角速度信号,硅微加速度计敏感载体运动沿其轴向的加速度及重力加速度信号,利用MIMU中的磁强计敏感地磁向量,并将信号送至导航计算机;    (2)利用加速度计和磁强计对重力向量和地磁向量的观测来确定载体的初始姿态:    重力向量a和地磁向量m在地理坐标系n系的投影a↑[n]=***和m↑[n]=***为已知常量,m↑[n]为地磁场在当地地理坐标系n系中的投影向量,在载体坐标系b系中的投影为a↑[b]和m↑[b],    构造三个正交向量:    q=a  ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄卫权赵琳闫保中许兆新郝勇
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:93[中国|哈尔滨]

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