[发明专利]一种虚拟旋转地理坐标系下解算速度的捷联惯性导航方法

权利要求书

1.一种虚拟旋转地理坐标系下解算速度的捷联惯性导航方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：启动舰船上的捷联惯性导航系统，并且对系统进行初始对准；

步骤二：在地理坐标系即n系上进行一次姿态解算得到捷联惯性导航系统的姿态矩阵

步骤三：在得到捷联惯性导航系统的姿态矩阵之后，在虚拟旋转地理坐标系即n^r上建立捷联惯性导航系统的速度方程：

v·nr=fnr-(2ωienr+ωenrnr)×vnr+gnr]]>

其中虚拟旋转地理坐标系是在初始时刻与地理坐标系重合，绕着虚拟旋转地理坐标系的z轴以恒定角速率旋转的坐标系；为舰船速度在虚拟旋转地理坐标系上的投影fnr=CnnrCbnfb,]]>f^b为加速度计输出的比力信息；为捷联惯性导航系统的姿态矩阵；为由地理坐标系到虚拟旋转地理坐标系的转换矩阵，即：Cnnr=cosωntsinωnt0-sinωntcosωnt0001,]]>ω_n为虚拟旋转地理坐标系绕着其z轴的旋转角速率，为ω_n＝2*π/T_n，T_n为虚拟旋转地理坐标系的旋转周期，也即是每次捷联惯性导航解算过程中的速度解算周期，t取0～T_n，即为每个旋转周期内的旋转时间；ωienr=Cnnrωien,]]>为地球坐标系相对于惯性坐标系的角速率在地理系上的投影；ωenrnr=ωennr+ωnnrnr=Cnnrωenn+00ωnT,]]>为地理坐标系相对于地球坐标系的角速率在地理坐标系上的投影；gnr=Cnnrgn,]]>gⁿ为重力加速度在地理坐标系下的投影；

步骤四：每次在虚拟旋转地理坐标系上解算速度时，由导航计算机进行一个旋转周期的解算；将虚拟旋转地理坐标系的旋转周期T_n分成n段小的时间段，即：0～ΔT，ΔT～2ΔT，…，(n-1)ΔT～T_n，其中ΔT＝T_n/n；并在每个小的时间段内对速度进行积分运算，得到：

Δvnr(k,i)=∫(i-1)ΔTiΔT(fnr-(2ωienr+ωenrnr)×vnr(k,i-1)+gnr)dt]]>

其中vnr(k,i-1)=vnr(k-1)+Σj=0i-1Δvnr(k,j),i=1,2,···,n,]]>为上次导航解算得到的速度；则得到该次导航解算的速度为：vnr(k)=vnr(k,n)=vnr(k-1)+Σi=1nΔvnr(k,i);]]>

步骤五：由步骤四得到的速度也即是地理坐标系坐标系下的速度，即：对得到的导航速度信息进行积分便可以得到系统的位置信息。