基于双边补偿结构的捷联惯导姿态圆锥补偿算法设计方法

摘要

本发明公开了一种基于双边补偿结构的捷联惯导姿态圆锥补偿算法设计方法。针对现有捷联惯导姿态算法在同时补偿圆锥误差和机动误差时出现效率低下的问题，提出了一种新的双边圆锥补偿结构，然后，建立了由传统非压缩姿态圆锥补偿结构系数到新的双边圆锥补偿结构系数的转换关系和约束关系，并推导了基于传统非压缩圆锥补偿结构的一般机动条件下的误差描述，在此基础上，提出了一种新的姿态圆锥补偿结构系数优化设计方法，并实施了姿态圆锥补偿结构系数的优化设计，从而设计出一种基于双边补偿结构的能够有效补偿圆锥误差和机动误差的捷联惯导姿态圆锥补偿算法。

主权项

一种基于双边补偿结构的捷联惯导姿态圆锥补偿算法设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)，提出一种新的双边圆锥补偿结构：在给出现代捷联惯导系统中使用的姿态更新数值计算通式的基础上，直接提出一种用于姿态更新的更新旋转矢量的解算形式和双边圆锥补偿结构；步骤(2)，建立由传统非压缩姿态圆锥补偿结构系数到新的双边圆锥补偿结构系数的转换关系和约束关系：先给出传统的非压缩姿态圆锥补偿结构，然后在不同情况下将步骤(1)中提出的新的双边圆锥补偿结构展开，并与传统非压缩姿态圆锥补偿结构作比较，确定两种圆锥补偿结构的等价条件，并通过推演建立在不同情况下的由传统非压缩姿态圆锥补偿结构系数到新的双边圆锥补偿结构系数的转换关系和约束关系；步骤(3)，推导基于传统非压缩圆锥补偿结构的一般机动条件下的误差描述：先给出一般描述载体角运动的定义和一般载体姿态圆锥补偿项理论分析式，然后基于定义的载体角运动描述，分别推导角机动条件下的载体姿态圆锥补偿项的理论分析式的具体描述和基于非压缩圆锥补偿结构的载体姿态圆锥补偿项的数值分析式的具体描述，比较上述补偿项的数值分析式和理论分析式的具体描述，并取两式的差值，导出基于传统非压缩圆锥补偿结构的一般机动条件下的误差描述；步骤(4)，提出一种新的姿态圆锥补偿结构系数优化设计方法：先确定出求解非压缩圆锥补偿结构系数所需的相互独立的方程个数，然后基于传统非压缩圆锥补偿结构系数与压缩圆锥补偿结构系数之间的关系、步骤(2)所建立的约束关系和步骤(3)导出的机动误差描述，提出一种用于补偿圆锥误差和机动误差的非压缩补偿算法结构系数的优化设计方法；步骤(5)，设计一种基于双边补偿结构的捷联惯导姿态圆锥补偿算法：实施步骤(4)的参数优化方法，设计出基于传统非压缩姿态圆锥补偿结构系数，结合步骤(2)所建立的转化关系，推算新的双边圆锥补偿结构系数，从而设计出一种基于双边补偿结构的捷联惯导姿态圆锥补偿算法。