一种自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法技术方案

本发明专利技术属于姿态解算技术领域，涉及一种自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法。本发明专利技术的方法具体包括以下步骤：步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型；步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差；步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差。本发明专利技术解决了现有惯性导航系统姿态解算中存在姿态更新误差，给系统精度带来不利影响的技术问题。本发明专利技术的方法通过定位定向系统可提供的辅助信息获得更高精度的速度和位置信息，并将该信息引入姿态解算，提高了姿态精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于姿态解算
，涉及。
技术介绍
现有惯性导航系统姿态解算中通常采用惯性速度和位置计算导航坐标系的转动，实现导航坐标系对地理坐标系的跟踪及姿态角的计算。由于惯性速度和位置存在随时间积累的误差，由此带来姿态更新误差，给系统精度带来不利影响。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是现有惯性导航系统姿态解算中存在姿态更新误差 问题，给系统精度带来不利影响。本专利技术的技术方案如下所述该方法具体包括以下步骤步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型；步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差；步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差。本方法在速率计可用时采用航位推算，通过姿态矩阵分解速率计测得的载体里程增量获得导航坐标系的航位推算速度和位置，根据航位推算速度计算载体运动引起的导航坐标系旋转误差，根据航位推算位置计算地球自转角速率在导航坐标系中的投影误差；在速率计不可用时，采用车载条件运动特性计算导航坐标系旋转的误差；通过姿态更新算法进行导航坐标系旋转误差的补偿，实现导航坐标系对地理坐标系的跟踪。步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型具体包括以下步骤设导航坐标系的旋转角速度为<=<+<(I) 为跟踪地球旋转的角速度，《I为由于载体运动引起的相对地球的旋转角速度；2XeEp_IηRRR\mie cosφ coie sinφ θ]Γ(3 )其中Ve掼导东向速度，单位米/秒；-惯导北向速度，单位米/秒；VnR--地球半径，单位米；一地球自转角速度，单位弧度/秒φ——当地纬度，单位弧度；导航坐标系跟踪载体运动引起的旋转误差为权利要求1.，其特征在于该方法具体包括以下步骤步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型；步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差；步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差；本方法在速率计可用时采用航位推算，通过姿态矩阵分解速率计测得的载体里程增量获得导航坐标系的航位推算速度和位置，根据航位推算速度计算载体运动引起的导航坐标系旋转误差，根据航位推算位置计算地球自转角速率在导航坐标系中的投影误差；在速率计不可用时，采用车载条件运动特性计算导航坐标系旋转的误差；通过姿态更新算法进行导航坐标系旋转误差的补偿，实现导航坐标系对地理坐标系的跟踪。2.根据权利要求1所述的自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法，其特征在于步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型具体包括以下步骤设导航坐标系的旋转角速度 ；为3.根据权利要求2所述的自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法，其特征在于步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差具体通过以下步骤实现在某个采样周期内，速率计提供的载体速度为Vs，利用惯导系统提供的姿态角将其投影为载体北向速度和载体东向速度匕13":4.根据权利要求2所述的自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法，其特征在于步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差具体通过以下步骤实现 当定位定向系统的速率计不可用时，用车载条件下侧向速度为零的特性计算惯导速度和位置误差，并采用计算的速度误差、位置误差补偿导航坐标系跟踪地理坐标系的旋转误差；在短时间O Nt内，惯导速度误差采用以下公式描述5.根据权利要求4所述的自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法，其特征在于=Nt 为 IOmin0(16)(17a)(17b)(18)X，计算出X后，采用式(17)计算惯全文摘要本专利技术属于姿态解算
，涉及。本专利技术的方法具体包括以下步骤步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型；步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差；步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差。本专利技术解决了现有惯性导航系统姿态解算中存在姿态更新误差，给系统精度带来不利影响的技术问题。本专利技术的方法通过定位定向系统可提供的辅助信息获得更高精度的速度和位置信息，并将该信息引入姿态解算，提高了姿态精度。文档编号G01C21/16GK102997916SQ201110273058公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日专利技术者刘辉, 尚克军, 王子静, 徐策, 李文耀, 王黎斌, 扈光峰, 周祖洋, 谢仕民, 李邦清, 刘峰 申请人:北京自动化控制设备研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主提高定位定向系统惯性姿态解算精度的方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：步骤1.建立导航坐标系旋转误差补偿模型；步骤2.采用速率计信息补偿导航坐标系旋转误差；步骤3.利用车载条件下运动特性补偿导航坐标系旋转误差；本方法在速率计可用时采用航位推算，通过姿态矩阵分解速率计测得的载体里程增量获得导航坐标系的航位推算速度和位置，根据航位推算速度计算载体运动引起的导航坐标系旋转误差，根据航位推算位置计算地球自转角速率在导航坐标系中的投影误差；在速率计不可用时，采用车载条件运动特性计算导航坐标系旋转的误差；通过姿态更新算法进行导航坐标系旋转误差的补偿，实现导航坐标系对地理坐标系的跟踪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，尚克军，王子静，徐策，李文耀，王黎斌，扈光峰，周祖洋，谢仕民，李邦清，刘峰，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：