[发明专利]导航姿态信息输出方法、装置及捷联航姿参考系统

权利要求书

1.一种导航姿态信息输出方法，其特征在于，应用于捷联航姿参考系统中，包括：

获取校正后的陀螺仪数据，递推出下一时刻的过程姿态；

获取校正后的加速度计数据和磁强计数据，解算出当前的观测姿态和观测航向；

对所述观测姿态和所述观测航向进行滤波处理，并输出滤波后的观测姿态和观测航向；

对所述过程姿态和所述滤波后的观测姿态进行有机融合、互补滤波，得到导航姿态信息并输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述递推出下一时刻的过程姿态，包括：利用微分方程数值解法递推出所述过程姿态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微分方程数值解法包括四元数微分方程的RK4解法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述观测姿态和所述观测航向进行滤波处理，包括：对所述观测姿态和所述观测航向进行低通数字滤波算法处理。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，对所述观测姿态和所述观测航向进行滤波处理，包括：采用RC低通数字滤波器对所述观测姿态和所述观测航向进行滤波处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述过程姿态和所述滤波后的观测姿态进行有机融合，包括：采用与所述过程姿态紧耦合、与所述观测姿态松耦合的耦合策略，对所述过程姿态和所述滤波后的观测姿态进行有机融合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述过程姿态和所述滤波后的观测姿态的有机融合采用欧拉角的方式，其中，所述欧拉角为ZXY欧拉角，X俯仰角定义在（-90，+90），Y横滚角定义在（-180，+180），Z偏航角定义在（-180，+180）。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

当所述俯仰角越过-90或+90度时，所述横滚角在越过前后的输出要相差180，并保持在定义域内，此时禁止滤波并直接输出新数据；

当所述俯仰角越过-90或+90度时，当所述横滚角在-180和+180之间跳变时，此时禁止滤波并直接输出新数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

当所述俯仰角越过-90或+90度时，所述偏航角在越过前后的输出要相差180，并保持在定义域内，此时禁止滤波并直接输出新数据；当所述俯仰角越过-90或+90度时，当所述偏航角在-180和+180之间跳变时，此时禁止滤波并直接输出新数据。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取校正后的陀螺仪数据之前，还包括：从所述捷联航姿参考系统的传感器中获取确定导航姿态信息所需要的数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对于所述传感器的常值输出误差进行自动估计和补偿。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对于所述传感器的常值输出误差进行自动估计和补偿，包括：

对所述陀螺仪数据和所述加速度计数据的误差校正采用传感器输出的各轴测量值的校正形式；

对所述磁强计数据的误差校正采用地磁倾角的校正形式。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到导航姿态信息并输出，包括：通过USART串口将得到的导航姿态信息输出。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，输出所述导航姿态信息时支持多种输出协议模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述输出协议模式包括基于Windows MFC+OpenGL+COMM组件的上位机动态显示。

16.一种导航姿态信息输出装置，其特征在于，包括：

递推模块，用于获取校正后的陀螺仪数据，递推出下一时刻的过程姿态；

解算模块，用于获取校正后的加速度计数据和磁强计数据，解算出当前的观测姿态和观测航向；

滤波模块，用于对所述观测姿态和所述观测航向进行滤波处理，并输出滤波后的观测姿态和观测航向；

输出模块，用于对所述过程姿态和所述滤波后的观测姿态进行有机融合、互补滤波，得到导航姿态信息并输出。