一种单轴旋转捷联惯导系统初始航向的确定方法

摘要

本发明提供的是一种单轴旋转捷联惯导系统初始航向的确定方法。步骤1、对捷联惯性导航系统进行预热准备；步骤2、通过全球定位系统确定载体的初始位置参数；步骤3、初步确定位置1下载体的三个姿态，并记录一分钟内该位置X、Y方向陀螺的输出均值步骤4、在位置2上采集并记录一分钟内X、Y方向陀螺的输出均值步骤5、计算出X、Y方向上的陀螺常值漂移ε_x、ε_y；步骤6、计算出捷联惯导系统方位精对准位置；步骤7、利用卡尔曼滤波估计并补偿方位失准角，完成方位精对准。本发明沿用现有的单轴转台，只需控制转台将IMU置于合适的位置进行初始对准，即可高精度地估计出方位失准角，进而确定出初始航向角。

主权项

1.一种单轴旋转捷联惯导系统初始航向的确定方法，其特征是：步骤1、对捷联惯性导航系统进行预热准备；步骤2、通过全球定位系统确定载体的初始位置参数，将它们装订至导航计算机中；步骤3、在舰船初始位置、记为位置1，采集光纤陀螺和加速度计组件的输出，进行粗对准，初步确定该位置下载体的三个姿态：俯仰角θ₀、倾斜角γ₀和航向角并记录一分钟内该位置X、Y方向陀螺的输出均值步骤4、在位置1的基础上，控制单轴转台绕方位旋转轴转动180度到另一位置，记为位置2，在位置2上采集并记录一分钟内X、Y方向陀螺的输出均值步骤5、根据位置1记录的X、Y方向陀螺输出均值以及位置2记录的X、Y方向陀螺输出均值计算出X、Y方向上的陀螺常值漂移ε_x、ε_y；步骤6、结合步骤3粗对准阶段确定的初始姿态角θ₀、γ₀和以及步骤5获得的X、Y方向上陀螺常值漂移ε_x、ε_y，计算出捷联惯导系统方位精对准位置，记为位置3；步骤7、在位置1的基础上，控制单轴转台绕方位轴转动角度β到位置3，$\beta =\arctan \frac{k_1}{k_2}+\pi ,$$\left\{\begin{array}{c}{k}_1=\frac{1}{2}({\cos \psi }_0{\cos \gamma }_0+{\sin \psi }_0{\sin \theta }_0{\sin \gamma }_0\text{)(}{\hat{\omega }}_{x1}+{\hat{\omega }}_{x2})+\frac{1}{2}{\sin \psi }_0{\cos \theta }_0({\hat{\omega }}_{y1}+{\hat{\omega }}_{y2})\\ k_2=\frac{1}{2}({\cos \psi }_0{\cos \gamma }_0+{\sin \psi }_0{\sin \theta }_0{\sin \gamma }_0)({\hat{\omega }}_{y1}+{\hat{\omega }}_{y2})-\frac{1}{2}{\sin \psi }_0{\cos \theta }_0({\hat{\omega }}_{x1}+{\hat{\omega }}_{x2})\end{array}\right.,$采集光纤陀螺和加速度计组件输出，以速度误差为观测量，建立卡尔曼滤波器状态方程和量测方程，利用卡尔曼滤波估计并补偿方位失准角，完成方位精对准。