【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海上综合电子信息，尤其涉及一种舰载传递对准方法、系统、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、可执行多任务的大型海洋船舰，通常搭载雷达、光学设备等多种任务设备，分布安装在船体的不同位置。任务设备的性能与安装配备的子节点imu(inertial measurementunit)的精度有关。然而，受重量、成本和安装空间的限制，子节点imu的精度往往比主节点imu低1～2个数量级，通常无法满足任务设备的需求。传递对准是一种广泛使用的主、子惯导对准方法。在对准过程中，主惯导输出作为子惯导的基准，使子惯导的物理或数学平台与导航坐标系对准。受海浪、湍流影响，船体可能会发生微小的挠曲变形。由于挠曲变形的不可预见性，这给传递对准带来了一定的干扰。
2、以上技术问题亟待解决。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种舰载传递对准方法的技术方案，以解决上述技术问题。
2、本专利技术第一方面公开了一种舰载传递对准方法，所述方法包括：
3、步骤s1、将高精度主惯性导航系统，即主节点，安装在船体中心处，多个子惯性导航系统，即子节点分别安装在船体预定义位置，主节点和各个子节点之间实现信息的传递和共享；
4、步骤s2、建立主节点和子节点之间相对导航微分方程，包括相对姿态微分方程、相对速度微分方程、相对位置微分方程，实现主节点和子节点之间的相对导航解算；
5、步骤s3、建立主节点和子节点之间相对导航误差方程，包括相对姿态误差方程
6、步骤s4、利用补偿后的相对导航解算结果，构造伪量测。
7、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s2中，所述相对姿态微分方程为：
8、
9、其中，表示主节点和子节点间的相对姿态矩阵；表示主节点角速率；表示子节点角速率；
10、所述相对速度微分方程为：
11、
12、其中，v表示主节点和子节点间相对速度；r表示相对位置；fm和fs分别表示主节点和子节点的加速度计输出；为的转置；
13、所述相对位置微分方程为：
14、
15、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述相对姿态误差方程为：
16、
17、其中，φ表示相对姿态误差角；ε表示陀螺噪声；
18、所述相对速度误差方程为：
19、
20、其中，表示加速度计噪声；δv表示相对速度误差；δr表示相对位置误差；
21、相对位置误差方程为：
22、
23、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述建立挠曲角和挠曲位移之间的关系的方法包括：
24、
25、其中，rf挠曲位移；μf,y表示挠曲角；lx表示表示杆臂在x轴上的分量。
26、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述构建量测方程的方法包括：
27、
28、其中，δr表示相对位置误差；表示由相对导航算法计算的相对位置；l表示标称相对位置；rf表示挠曲位移，即子节点在船体挠曲变形的影响下，偏离了其标称位置的挠曲位移向量。
29、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述估计相对位置误差的方法为：卡尔曼滤波器。
30、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s4中，利用补偿后的相对导航解算结果，构造伪量测的方法包括：
31、计算子节点在导航系下的速度：
32、
33、其中，表示子节点在导航系下的速度；表示；表示；表示主节点在导航系下的速度；表示主节点解算的姿态矩阵；表示主节点、子节点相对速度；
34、在平稳的航行状态下，俯仰角和横滚角均为小角，因此用子节点在导航系下的速度来近似计算伪航向角：
35、
36、其中，ψz表示伪航向角；和分别表示子节点的东向速度和北向速度；
37、建立伪航向角与相对航向角误差之间的关系，
38、
39、其中，rψ表示伪航向角量测噪声；表示伪相对航向角；表示伪航向角；ψm表示主节点解算的航向角；φz表示相对航向角误差；
40、则伪相对航向角约束下的伪量测矢量定义为：
41、
42、其中，z表示伪量测矢量；
43、观测矩阵为：
44、
45、本专利技术第二方面公开了一种舰载传递对准系统，所述系统包括：
46、第一处理模块，被配置为，建立主节点和子节点之间相对导航微分方程，包括相对姿态微分方程、相对速度微分方程、相对位置微分方程，实现主节点和子节点之间的相对导航解算；
47、第二处理模块，被配置为，建立主节点和子节点之间相对导航误差方程，包括相对姿态误差方程、相对速度误差方程和相对位置误差方程；通过建立挠曲角和挠曲位移之间的关系，构建量测方程；根据所述相对导航误差方程和量测方程，估计相对位置误差；使用相对位置误差的估计值对相对导航解算结果进行补偿；
48、第三处理模块，被配置为，利用补偿后的相对导航解算结果，构造伪量测。
49、本专利技术第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种舰载传递对准方法中的步骤。
50、本专利技术第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种舰载传递对准方法中的步骤。
51、综上，本专利技术提出的方案能够
52、(1)建立了船体挠曲变形下主、子imu相对导航系统，该系统引入了相对导航以及误差估计与补偿模型，实现了挠曲条件下的高精度相对运动估计，进而为多载荷任务设备提供高精度导航信息。
53、(2)构建伪相对航向角约束下的滤波模型，提高了相对姿态误差的可观测性，使得相对姿态误差不再发散。
54、(3)惯性网络系统可灵活配置，可灵活增加或减少子节点数量，以满足不同任务设备的需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种舰载传递对准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤S2中，所述相对姿态微分方程为：
3.根据权利要求2所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤S3中，所述相对姿态误差方程为：
4.根据权利要求3所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤S3中，所述建立挠曲角和挠曲位移之间的关系的方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤S3中，所述构建量测方程的方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤S3中，所述估计相对位置误差的方法为：卡尔曼滤波器。
7.根据权利要求6所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，在所述步骤S4中，利用补偿后的相对导航解算结果，构造伪量测的方法包括：
8.一种用于舰载传递对准系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种舰载传递对准方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种舰载传递对准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤s2中，所述相对姿态微分方程为：
3.根据权利要求2所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤s3中，所述相对姿态误差方程为：
4.根据权利要求3所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤s3中，所述建立挠曲角和挠曲位移之间的关系的方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤s3中，所述构建量测方程的方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种舰载传递对准方法，其特征在于，，在所述步骤s3中，所述估...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳帅捷，李振威，周建伟，刘海旻，赵科莉，魏思蒙，高梓翔，张军，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。