一种基于CCD星敏感器的标定方法

摘要

本发明提供的是一种基于CCD星敏感器的标定方法。(1)采集CCD星敏感器的输出：CCD星敏感器的坐标系相对于i系之间的姿态信息(2)采集当地位置信息，得到地球坐标系e系相对于导航坐标系n系的转换矩阵(3)求解e系相对于i系之间的转换矩阵(4)通过(1)、(2)、(3)步骤中所给出的信息，解算得到姿态矩阵；(5)将步骤(4)中得到的姿态矩阵经过换算得到失准角，将其作为观测方程，代入卡尔曼滤波器进行滤波估计；(6)通过步骤(5)估计出陀螺的常值漂移和加速度计零偏。本发明的方法，短时间内可以达到稳定的标定结果。不需要进行任何机动措施，便可以估计出陀螺常值漂移和加速度计零偏。

主权项

1.一种基于CCD星敏感器的标定方法，其特征是：(1)采集CCD星敏感器的输出：CCD星敏感器的坐标系相对于惯性坐标系即i系之间的姿态信息所述采集CCD星敏感器的输出的方法为：i系与船舶载体坐标系即b系之间的转换矩阵为其中：为CCD星敏感器坐标系即s系与b系之间的转换矩阵，在导航设备装船时通过光学瞄准精确获得；将天球坐标系O-UVW按照先绕W轴逆时针转ω角，得到O-U₁V₁W₁坐标系，再绕U₁逆时针转u角，使W₁轴与Z_s重合，得到O-U₂V₂W₂坐标系，最后再绕W₂轴逆时针旋转v角，得到O_s-U_sV_sW_s坐标系；$C_i^s=\left[\begin{array}{ccc}\cos \omega \cos v-\sin \omega \sin v\cos u& \sin \omega \cos v+\cos \omega \sin v\cos u& \sin v\sin u\\ -\cos \omega \sin v-\sin \omega \cos v\cos u& -\sin \omega \sin v+\cos \omega \cos v\cos u& \cos v\sin u\\ \sin \omega \sin u& -\cos \omega \sin u& \cos u\end{array}\right];$(2)采集当地位置信息即经度和纬度，得到地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵(3)求解e系相对于i系之间的转换矩阵$C_i^e=\left[\begin{array}{ccc}\cos (A_j+{\omega }_{\mathrm{ie}}·t)& \sin (A_j+{\omega }_{\mathrm{ie}}·t)& 0\\ -\sin (A_j+{\omega }_{\mathrm{ie}}·t)& \cos (A_j+{\omega }_{\mathrm{ie}}·t)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$ω_ie为地球自转角速度，t是世界标准时间系统提供的具体时间，A_j是初始位置与春分点之间的夹角；(4)通过(1)、(2)、(3)步骤中所给出的信息，解算得到姿态矩阵，所述姿态矩阵为：$C_n^b=C_i^b·(C_e^n·C_i^e{)}^{-1};$(5)将步骤(4)中得到的姿态矩阵经过换算得到失准角，将其作为观测方程，代入卡尔曼滤波器进行滤波估计；具体方法为：$C_n^{n^{\prime }}=C_b^{n^{\prime }}·C_i^b·{(C_e^n·C_i^e)}^{-1}$φ_x＝C(2，3)φ_y＝C(3，1)φ_z＝C(1，2)其中C表示量测量为：$Z\left(t\right)=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\delta V}\left(t\right)\\ \phi \left(t\right)\end{array}\right]$其中：δV(t)为惯导解算的速度与真实的速度之间的差值；(6)通过步骤(5)估计出陀螺的常值漂移和加速度计零偏。