基于火箭橇轨道坐标系的惯性测量系统实时一维定位方法

摘要

本发明公开了基于火箭橇轨道坐标系的惯性测量系统实时一维定位方法，该方法基于火箭橇轨道坐标系，能够实时计算得到每一时刻惯性测量系统的速度和位置信息。通过本发明方法进行导航解算可以直接获得在实际运行方向上的导航距离值，并通过误差补偿，减少了轨道坐标系Y、Z轴速度和位置导航误差，进而提高了导航精度。

主权项

基于火箭橇轨道坐标系的惯性测量系统实时一维定位方法，其特征在于步骤如下：(1)将惯性测量系统搭载在火箭橇上，以火箭橇轨道起始点为原点建立火箭橇轨道坐标系OX_lY_lZ_l，其中OX_l轴指向火箭橇橇体运动方向，OZ_l轴朝上垂直于轨道，OY_l轴在水平面内垂直于轨道，且OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴满足右手坐标系；(2)惯性测量系统进行自对准或传递对准，得到t₀时刻惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴上的姿态角，并根据得到的姿态角计算t₀时刻火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵；其中捷联本体坐标系原点为惯性测量系统的中心，x、y、z轴按照惯性测量系统规定方向定义；(3)火箭橇点火启动后，在火箭橇运动的t_n+1时刻，根据惯性测量系统测得的加速度和角速度，以及t_n时刻惯性测量系统在OY_l轴和OZ_l轴的速度以及位置信息，计算以下参数：(a)惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴上的姿态角误差值；(b)惯性测量系统在OY_l轴和OZ_l轴上的速度误差值；(c)惯性测量系统在OY_l轴和OZ_l轴上的位置误差值；(d)惯性测量系统在OX_l轴方向上的一维加速度误差值；(4)根据步骤(3)得到的t_n+1时刻惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴上的姿态角误差值，得到t_n+1时刻惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴方向上的姿态角；(5)利用t_n+1时刻惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴方向上的姿态角计算得到t_n+1时刻火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵；(6)利用重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，以及t_n+1时刻火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵、惯性测量系统的加速度、惯性测量系统在OX_l轴方向上的一维加速度误差值、惯性测量系统在OY_l轴和OZ_l轴上的速度误差值和位置误差值，进行导航解算得到t_n+1时刻惯性测量系统在OX_l轴、OY_l轴和OZ_l轴上的速度和位置信息，从而实现惯性测量系统的实时一维定位；其中n＝0，1，2，……N，N为自然数。