一种基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法技术

本发明专利技术提出一种基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，包括：采集惯导中加速度计和陀螺仪的输出；对所述惯导进行粗对准，获取所述惯导在任意时刻的姿态变换矩阵；基于所述姿态变换矩阵，利用所述输出，对所述惯导进行精对准，获取对准后的所述惯导的姿态、速度和位置。本发明专利技术计算量简单，抗干扰能力强、可靠性高，能在全球任意地点使用。能在全球任意地点使用。能在全球任意地点使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法


[0001]本专利技术属于惯性导航
，尤其涉及一种基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法。

技术介绍

[0002]随着人类在极地地区的活动逐渐增加，极地导航愈发重要。由于完全自主、抗干扰能力强、可靠性高等优点，惯性导航系统被广泛使用。专门用于确定惯导系统初始姿态的初始对准技术对导航精度影响最为重大，是惯性导航领域最重要的技术之一。在极区，由于子午线的快速收敛，地球自转角速度的水平分量也急剧减小，传统基于“东
‑
北
‑
天”地理坐标系的初始对准方法难以正常使用。为此，人们又开发了多种适用于极区的导航坐标系，例如：游动方位坐标系、伪地球坐标系、横坐标系、网格坐标系等。并在此基础上开发了初始对准技术。但是上述坐标系都属于局部水平坐标系。这种坐标系存在特定的数学奇异点，要想实现全球导航需要借助两个或多个导航坐标系来实现。当载具穿越极区时，在不同的导航坐标系之间切换可能会导致导航滤波器的突变。而地球坐标系没有数学奇异点，且具备全局导航能力。此外，与局部水平坐标系相比，基于地区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，包括：采集惯导中加速度计和陀螺仪的输出；对所述惯导进行粗对准，获取所述惯导在任意时刻的姿态变换矩阵；基于所述姿态变换矩阵，利用所述输出，对所述惯导进行精对准，获取对准后的所述惯导的姿态、速度和位置。2.根据权利要求1所述的基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，对所述惯导进行粗对准包括：基于卫星导航系统，利用比力微分方程，获取所述惯导的初始姿态变换矩阵；基于所述初始姿态变换矩阵，获取所述惯导在任意时刻的姿态变换矩阵。3.根据权利要求2所述的基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，所述比力微分方程为：其中，表示载体相对于惯性空间的速度在地球系下的投影，f
b
表示加速度计输出的加速度矢量，表示地球重力的地球系下的投影，表示初始姿态变换矩阵，表示地球自转角速度矢量，表示载体相对于惯性空间的速度在地球系下投影的导数，表示从初始时刻到t
k
时刻地球系相对于惯性空间的角度变换矩阵，表示从t
k
时刻到初始时刻载体系相对于惯性空间的角度变换矩阵。4.根据权利要求2所述的基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，所述惯导在任意时刻的姿态变换矩阵为：其中，表示t
k
时刻从b系到e系的姿态变换矩阵，表示初始时刻从b系到e系的姿态变换矩阵，表示从初始时刻到t
k
时刻e系变换矩阵，表示从t
k
时刻到初始时刻b系的变换矩阵，b系表示载体坐标系，e系表示地球坐标系。5.根据权利要求2所述的基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，获取所述惯导的初始姿态变换矩阵包括：对所述比力微分方程进行预处理，获取预设方程；对所述预设方程进行积分处理；基于积分处理后的所述预设方程，利用多矢量定姿算法，获取所述惯导的初始姿态变换矩阵。6.根据权利要求5所述的基于地球坐标系的极区惯导初始对准方法，其特征在于，所述预设方程为：
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐博，郭瑜，赵玉新，吴磊，王朝阳，王潇雨，费亚林，李想，朱海滨，陈志深，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：