[发明专利]采用隔离载体运动提升旋转式捷联惯导误差抑制效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对于车辆、舰船等在地面运动的载体航向频繁变化情况下提高旋转式捷联惯导系统误差补偿效果的载体运动隔离方法，属于惯性导航技术领域。

背景技术

旋转式惯导系统通过惯性测量单元(IMU)的旋转将惯性器件（陀螺仪和加速度计）的测量误差信号调制成正弦信号，并通过捷联算法中的积分运算将其消除，从而有效地提高惯性导航系统的精度。

旋转式惯导系统通常在导航工作前设计好旋转方案，而载体运行过程中其姿态角的变化却是不可预知的，只有假定载体坐标系与地理坐标系重合或存在一固定角度来设计旋转方案。一般情况下，地面载体的水平姿态角变化不大，但是航向角将随着舰船的转弯而发生变化，如果IMU只相对于载体旋转，而没有考虑隔离载体航向角的变化，则惯性器件误差不能被调制成正弦函数形式，误差抑制效果降低；若转动角速度刚好和舰船的转弯角速度相反，则相当于在导航坐标系下的惯性器件误差没有受到调制。因此使IMU相对于载体旋转的误差补偿方法存在局限性，需要设计相应的隔离载体角运动（至少须隔载体方位轴角运动）的辅助方案。

发明内容

为了克服载体沿方位轴角运动对旋转式惯导系统误差补偿效果造成的影响，本发明提出了一种采用隔离载体运动提升旋转式捷联惯导误差抑制效果的方法，适用于IMU绕z轴旋转的单轴旋转式惯导系统和z轴为外环轴的双轴旋转式惯导系统。

该采用隔离载体运动提升旋转式捷联惯导误差抑制效果的方法，包括以下步骤：

步骤一、将准备实施的旋转指令角速度以函数或查找表的形式存储于导航计算机中；

步骤二、进行旋转式惯导系统初始对准，并控制转轴将IMU坐标系扶正到与地理坐标系重合；

步骤三、设IMU旋转角速度指令生成与导航解算周期相同，则IMU旋转的第一个周期的指令角速度为：

ωbpp(1)=ω^npp(1)---(1)]]>

步骤四、导航计算机进行导航解算，得到载体实时姿态矩阵、东向速度、北向速度、纬度的计算值L_c，角标c表示计算地理坐标系；

步骤五、使用步骤四解得的各参数计算IMU坐标系下导航坐标系n相对惯性坐标系i的实时旋转角速度：