基于单轴四位置转停方案的捷联系统的误差抑制方法

摘要

本发明提供的是一种基于单轴四位置转停方案的捷联系统误差抑制方法。(1)通过GPS确定载体的初始位置参数；(2)采集光纤陀螺仪输出和加速度计输出的数据并对数据进行处理；(3)惯性测量单元绕着载体方位轴固定的四个位置正反转停；(4)将IMU旋转后光纤陀螺仪和石英加速度计生成的数据转换到导航坐标系下，得到惯性器件常值偏差的调制形式；(5)利用光纤陀螺的输出值ωiss对捷联矩阵Tsn进行更新；(6)计算IMU旋转调制后载体的速度和位置；本发明水平方向上的惯性器件常值偏差进行调制，提高导航定位精度。

主权项

1.一种基于单轴四位置转停方案的捷联系统的误差抑制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)利用全球定位系统GPS确定载体的初始位置参数，将它们装订至导航计算机中；(2)捷联系统进行预热后采集光纤陀螺仪和石英加速度计输出的数据；(3)IMU采用8个转停次序为一个旋转周期的转位方案，方案为：次序1，IMU从A点出发顺时针转动180°到达位置C，停止时间T_t；次序2，IMU从C点出发顺时针转动90°到达位置D，停止时间T_t；次序3，IMU从D点出发逆时针转动180°到达位置B，停止时间T_t；次序4，IMU从B点出发逆时针转动90°到达位置A，停止时间T_t；次序5，IMU从A点出发逆时针转动180°到达位置C，停止时间T_t；次序6，IMU从C点出发逆时针转动90°到达位置B，停止时间T_t；次序7，IMU从B点出发顺时针转动180°到达位置D，停止时间T_t；次序8，IMU从D点出发顺时针转动90°到达位置A，停止时间T_t；IMU按照此转动顺序循环进行；水平东向轴上的IMU停顿点p3、p8与p4、p7对称于转轴中心；北向轴上的停顿点p1、p5与p2、p6对称于转轴中心；四位置转停方案仍然是转动角度为180°或90°间隔进行；(4)将IMU旋转后光纤陀螺仪生成的数据转换到导航坐标系下，得到惯性器件常值偏差的调制形式，包括：IMU水平方向上的陀螺常值漂移分别为ε_x和ε_y，载体静止条件下，IMU停顿的A、B、C、D四个位置相对于导航坐标系对称，在一个循环周期内四个固定位置上器件偏差产生的水平误差角在导航坐标系下满足： IMU正反转动的8个环节内，导航坐标系水平方向上的误差角度分别表示为：将一个完整转动周期内的IMU停顿位置和转动过程的东向和北向的水平误差角分别相加，得到导航坐标系下累计的水平误差角度，导航坐标系上水平方向上光纤陀螺仪常值偏差得到调制，该常值偏差对系统的作用为零；(5)将IMU坐标系下光纤陀螺仪的输出值带入捷联系统中采用四元数法对捷联矩阵进行更新：其中：为地球自转角速度在导航坐标系下的分量；为导航坐标系相对地球坐标系的运动角速度在导航坐标系下的分量；为IMU相对导航坐标系的运动角速度在载体坐标系上的分量；(6)利用石英加速度计的输出值和步骤(5)计算的姿态矩阵计算出经过IMU旋转调制后载体的速度和位置。