一种惯性导航系统极区导航参数解算方法

摘要

本发明涉及导航技术等领域，具体涉及一种惯性导航系统极区导航参数解算方法。本发明通过构建椭球面栅格航向基准模型，利用惯导系统在导航坐标系下的导航信息，解算适用于极区航行的导航参数，应用于惯导系统导航解算模块中，使惯导直接输出极区导航参数，提高惯导系统极区导航性能，满足载体的极区安全航行要求。

主权项

一种惯性导航系统极区导航参数解算方法，它包括椭球面栅格航向基准模型的建立，椭球面栅格航向基准模型包括以下三个方面：(1)椭球面栅格线定义：平行于子午圈的平面切割地球椭球体所形成的椭圆面轮廓线；(2)栅格航向基准的定义：[0°——90°E]和[‑90°W——0°]范围内，栅格北向为沿栅格线切线指向纬度升高的方向，在[90°E——180°]和[‑90°W——‑180°]范围内，栅格北向为沿栅格线线指向纬度降低的方向，“栅格东，栅格北，天”坐标系构成右手直角坐标系；(3)栅格航向基准与地理航向基准的夹角：利用矢量数量积运算关系，通过求解子午圈切线矢量和栅格线切线矢量的夹角来求解两基准的夹角；其特征在于：它包括如下步骤：第1步：根据惯导系统导航解算模块解算的经纬度信息，惯导计算机解算栅格航向基准与地理航向基准的夹角；所述的栅格航向基准与地理基准的夹角其中为地理纬度，λ为地理经度；第2步：根据第1步确定的角度，惯导计算机解算导航坐标系与“栅格东，栅格北，天”坐标系的旋转关系矩阵；其旋转关系矩阵为$C_p^t=\left[\begin{array}{ccc}\cos (\alpha +\beta )& -\sin (\alpha +\beta )& 0\\ \sin (\alpha +\beta )& \cos (\alpha +\beta )& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right],$p系为导航坐标系，t系为“栅格东，栅格北，天”坐标系；第3步：根据第1步确定的角度，惯导计算机解算栅格航向参数，输出至惯导参数显示界面；所述的栅格航向参数为K^t＝K^g‑β，其中K^t为栅格航向，K^g为惯导输出地理航向；第4步：根据第2步确定的旋转关系矩阵，惯导计算机解算栅格速度参数，输出至惯导参数显示界面，栅格速度参数为$\left\{\begin{array}{c}{V}_E^t=\cos (\alpha +\beta )V_x^p-\sin (\alpha +\beta )V_y^p\\ V_N^t=\sin (\alpha +\beta )V_x^p+\cos (\alpha +\beta )V_y^p\end{array}\right.,$其中为栅格东向速度和为栅格北向速度，α为导航坐标系(p系)Z轴相对于地理坐标系(g系)Z轴的方位角，和分别为导航坐标系下速度。