[发明专利]用于机载的基于虚拟水平基准修正的惯性与天文定位方法

权利要求书

1.一种用于机载的基于虚拟水平基准惯性与天文定位方法，其特征在于包括如下步骤：

1)通过捷联惯性与星敏感器姿态组合系统实现定姿，获得机体姿态阵，为机载天文导航定位提供虚拟水平基准；

2)模拟步骤1)所述的虚拟水平基准，将机体系下的高度角、方位角转换到虚拟基准下；

3)采集捷联惯性导航系统的输出信号，得到飞行器载体当前经、纬度位置信息；

4)在天文导航系统中，利用步骤2)-3)中所述的虚拟水平基准下的高度角、方位角和将当前捷联惯 导输出的计算初始值即飞行器载体当前经、纬度位置信息，实现解析高度差法定位实时解算；步骤1)中采用高精度星敏感器，通过捷联惯性与星敏感器姿态组合修正捷联惯导姿态，以获得虚拟水平基准：

其中 为修正后的捷联惯导姿态矩阵，γ，ψ，θ为载体的横滚、俯仰、航向角，T表示矩阵的转置；

步骤2)中，所述模拟水平基准方法如下：

由机体系下的天文观测高度角h_b方位角A_b描述的星光方向矢量X_b：

X_b＝[cos h_b sin A_b cos h_n cos A_b sin h_b]^T          (1)

采用捷联惯导姿态矩阵 将机体系下的星光方向矢量X_b转换为导航系下X_n，

即：

其中a₁ a₂ a₃为导航系下星光导航系矢量X_n的三个元素；

将X_n用虚拟基准下的天文观测高度角h_n方位角A_n来描述，则有：

X_n＝[cos h_n sin A_n cos h_n cos A_n sin h_n]^T           (3) 

通过公式(2)、(3)两项关系，得到：

步骤4)中解析高度差法定位实时解算的方法如下：

①、观测天体，经步骤2获得虚拟基准下的天文观测高度角h_n；

②、利用捷联惯性导航系统的初始经纬度及航空天文历提供赤纬Dec和格林时角GHA，获得计算高度角H_c、计算方位角A；

③、由步骤①、②所述的虚拟基准下的天文观测高度角h_n、计算高度角H_c之差得高度角差ΔH；

④利用解析高度法计算，实现机载天文定位信息。