一种基于角速率输出的捷联系统速度解算方法

摘要

本发明提出一种基于角速率输出的捷联系统速度解算方法，该方法根据速度的划桨补偿算法原理，通过拟合载体角速度和比力函数，推导了基于角速率、比力以及测量带宽的划桨补偿算法，并在经典划桨运动条件下，通过使划桨补偿量中的直流量与真实值差值最小来确定划桨补偿算法的优化系数，从而得到划桨补偿的优化算法，实现了速度的高精度解算。

主权项

1.一种基于角速率输出的捷联系统速度解算方法，具体为：载体在t_m时刻的速度$V_m=V_{m-1}+{\int }_{t_{m-1}}^{t_m}[g\left(t\right)-({2\omega }_{\mathrm{ie}}\left(t\right)+{\omega }_{\mathrm{en}}\left(t\right))\times V_{m-1}]\mathrm{dt}+{\mathrm{\Delta V}}_{s{f}_m},$其中，V_m-1为载体在t_m-1时刻的速度，C_m-1为载体在t_m-1时刻的姿态矩阵，g(t)、ω_ie(t)、ω_en(t)分别为t时刻的重力加速度、地球自转角速度、导航系相对地球系的转动角速度；$\Delta V_{s{f}_m}={\mathrm{\Delta V}}_m+\frac{1}{2}\Delta {\theta }_m\times {\mathrm{\Delta V}}_m+{\Delta \hat{V}}_{{\mathrm{scul}}_m};$f(t)为加速度计在t时刻的输出比力；ω(t)为陀螺在t时刻的输出角速率；划桨效应补偿项的n子样求解过程如下：(a1)过n个采样点将速度解算周期T＝t_m-t_m-1均分成间隔为的n个子时段，以$\left\{\begin{array}{c}\omega \left(t\right)=a_1+{2a}_2(t-t_{m-1})+···+{\mathrm{na}}_n{(t-t_{m-1})}^{n-1}\\ f\left(t\right)=A_1+2A_2(t-t_{m-1})+···+n{A}_n{(t-t_{m-1})}^{n-1}\end{array}\right.$为目标函数对这n个采样点处陀螺仪的角速率输出和加速度计的比力输出作多项式线性拟合；(a2)利用步骤(a1)拟和确定的常矢量a₁…a_n，A₁…A_n计算$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Delta \theta }\left(t\right)={\int }_{t_{m-1}}^t\omega \left(\tau \right)\mathrm{d\tau }=a_1(t-t_{m-1})+a_2{(t-t_{m-1})}^2+···+a_n{(t-t_{m-1})}^n\\ \mathrm{\Delta V}\left(t\right)={\int }_{t_{m-1}}^{t}f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }=A_1(t-t_{m-1})+A_2{(t-t_{m-1})}^2+···+A_n{(t-t_{m-1})}^n\end{array}\right.,t_{m-1}\le t\le t_m;$(a3)构建划桨效应补偿项计算公式${\mathrm{\Delta V}}_{{\mathrm{scul}}_m}=\frac{1}{2}{\int }_{t_{m-1}}^{t_m}[\mathrm{\Delta \theta }\left(t\right)\times f\left(t\right)+\mathrm{\Delta V}\left(t\right)\times \omega \left(t\right)]\mathrm{dt}.$