[发明专利]基于光纤惯性测量系统的舰船升沉运动测量方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种测量舰船升沉运动的方法，具体地说是在没有外界信息 帮助下，利用系统的姿态信息与加速度计输出信息，自主测量舰船的升沉运动的 即时位移地方法。

(二)背景技术

应用于舰船的惯性测量系统是由惯性测量组件和导航计算机组成，它实时地 测量舰船的位置信息以及舰船的姿态信息。由于其在测量过程中不需要任何外部 信息，也不向外辐射能量，自主性强，隐蔽性好，测量精度高且具有实时性，所 以它被广泛地应用各类舰船的导航系统中，并发挥着重要作用，在国防建设中具 有重要意义和巨大的经济效益。

惯性测量技术是一项发展较为成熟、精度较高、稳定性优良的自主导航技术， 在军用和民用领域都发挥着越来越重要的作用。原有的惯性测量系统可以测得舰 船的位置、速度、姿态信息，但并不能测出升沉运动的距离量。由于海况复杂， 这种由海浪引起的运动已经成为舰船运动中重要的一部分，在船舶多种海上作业 中均会产生影响。舰船升沉运动信息可用于舰载机的起落、武器发射、船舶靠港 入岸等领域，还可以增强舰船的操纵性。在以往的方法中，为舰船操纵者提供舰 船升沉运动信息多是通过海浪监测、船舶运动建模等手段完成。这种方法中，由 于模型复杂，运算量大，其间不可避免的简化过程会带来较大的误差，并不能真 实有效的反应舰船六自由度(横摇、纵摇、艏摇、升沉、纵荡、横荡)运动信息。 如果惯性测量系统在提供舰船三个姿态信息基础上，还能够提供三个轴向平动 (横荡、纵荡及升沉)中对舰船影响最大的升沉运动信息，那么就可以规避建模 复杂问题，实现对舰船任意时刻的四自由度(同样方法可推广得到六自由度)信 息同步、真实的测量，为操纵者提供准确及时地参考量。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高舰船的可操纵性、完善导航信息内容的 基于光纤惯性测量系统的舰船升沉运动测量方法。

本发明的目的是这样实现的：主要包括如下实施步骤：

步骤1、实时采集光纤陀螺捷联惯性系统充分预热后的光纤陀螺和各轴加速 度计的输出数据；

步骤2、利用导航计算机中的已有方法，经过初始对准后，得到较为精确的 舰船实时姿态信息(横摇角α，纵摇角β，俯仰角γ)，进一步得到载体坐标系b 与地理坐标系t的关系矩阵