一种调制型捷联惯性导航系统姿态误差抑制方法

摘要

本发明提供了一种调制型捷联惯性导航系统姿态误差抑制方法，旋转机构带动惯性组件旋转至IMU坐标系与载体坐标系重合的位置，惯性组件进行单轴正反转停运动，依据旋转调制下导航参数设计原则，设计导航参数，实时采集光纤陀螺仪和石英加速度计测量载体运动的角速度和线加速度，修正控制角速率，利用IMU测量信息以及修正的控制角速率进行导航解算，得到载体姿态信息，更新载体运动速度，得到解算的速度误差，将得到的载体姿态信息和速度误差作为系统最终输出的导航信息。本发明方法消除了解算姿态信息中与旋转调制有关的振荡误差，提高了导航精度，增强了系统解算姿态信息的适用性。

主权项

一种调制型捷联惯性导航系统姿态误差抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：旋转机构带动惯性组件旋转至惯性组件(IMU)坐标系与载体坐标系重合的位置，有其中b表示载体坐标系，s表示IMU坐标系，表示s系到b系转换矩阵，I表示单位阵；步骤2：将光纤陀螺捷联惯导系统进行充分预热后，旋转机构带动惯性组件以角速度ω进行单轴正反转停运动，惯性组件采用四个转停次序为一个旋转周期的旋转方案；步骤3：根据惯性组件的旋转调制周期T设计导航参数，具体是：首先，确定导航解算过程中固有频率ω₀的取值范围：ω₁表示惯性组件的旋转调制周期的调制频率ω₁＝2π/T；ξ为光纤陀螺捷联惯导系统阻尼系数，取值范围0～1；k表示光纤陀螺捷联惯导系统解算姿态误差角受IMU常值偏差的影响降低倍数；然后，确定导航参数K₁、K₂、K_E、K_N和K_U：表示载体所在位置的地理纬度；g表示重力加速度；Ω＝0.004167°/s，表示地球自转角速度；步骤4：实时采集光纤陀螺仪和石英加速度计测量载体运动的角速度和线加速度，修正控制角速率，具体根据下式来修正：其中，n表示导航坐标系，分别表示控制角速率在导航坐标系ox_n轴、oy_n轴、oz_n轴上的分量，δv_j(j＝x,y)表示光纤陀螺捷联惯导系统解算速度误差；p表示复数域参变量；步骤5：利用IMU测量信息以及修正的控制角速率进行导航解算，得到载体姿态信息；步骤6：更新载体运动速度，得到光纤陀螺捷联惯导系统解算速度误差；步骤7：重复步骤4至步骤6，直至导航结束，不断更新修正控制角速率、速度误差和载体姿态信息。