一种基于差分GPS的惯导系统姿态获取方法

摘要

本发明提供的是一种基于差分GPS的惯导系统姿态获取方法。由DGPS测量载体加速度，经低通滤波得到加速度测量值；根据惯导系统解算方程，在已知比力信息和载体加速度的情况下，得到地理系表示的重力矢量利用DGPS提供的经纬度信息以及初始经度信息，确定地理系到惯性系的转换矩阵，将地理系表示的重力矢量转换到惯性系，得到惯性系重力矢量；利用惯性空间的重力矢量求解重力矢量漂移角度和纬度；经过两次坐标转换，得到转换矩阵在惯导系统中，利用陀螺仪采集角速率信号计算旋转矢量，更新四元数，通过四元数实现的更新；根据和确定系统的姿态转换矩阵，得到载体的航向和姿态角，从而确保姿态信息的精度满足舰船导航的需求。

主权项

一种基于差分GPS的惯导系统姿态获取方法，其特征是：步骤一：利用DGPS测量载体运动加速度，经过低通滤波器滤波后得到一定分辨率和精度的载体加速度测量值；步骤二：由惯导系统解算方程，在已知比力信息和载体加速度的情况下，得到地理系表示的重力矢量g^t，所述载体加速度包括哥氏加速度和离心加速度；步骤三：利用DGPS提供的经纬度信息即经度λ和纬度以及初始经纬度信息即初始经度λ₀和初始纬度确定地理系t到惯性系i的转换矩阵将地理系表示的重力矢量转换到惯性系，得到惯性系重力矢量gⁱ；步骤四：利用由地球旋转引起的表观重力的慢漂现象，根据步骤三获取的惯性系重力矢量，求解重力矢量漂移角度α和纬度步骤五：在已知重力矢量在赤道平面漂移角度α以及重力矢量与赤道平面的夹角β的情况下，经过两次坐标转换，得到转换矩阵步骤六：在惯导系统中，利用陀螺仪采集角速率信号计算旋转矢量，通过更新四元数Q，实现载体系到惯性系的转换矩阵的更新；步骤七：根据转换矩阵和载体系到惯性系的转换矩阵确定系统的姿态转换矩阵从而得到载体的姿态角，所述载体的姿态包括航向、纵摇和横摇。