[发明专利]一种基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法

说明书

技术领域

本发明属于捷联惯导系统初始对准技术领域，尤其涉及一种基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法。

背景技术

在各种应用场合中，惯导系统快速、准确的完成高精度对准是非常重要的。在捷联环境下进行初始对准的重要问题之一就是消除载体干扰运动引起的误差，而解决这个问题的理想方案是卡尔曼滤波技术；星敏感器是目前导航应用中最精确的姿态确定设备，它的精度比太阳敏感器高一个数量级，比地球敏感器高两个数量级。无论是地球轨道卫星还是深空探测器，大型空间结构还是小型卫星，高精度的姿态确定系统几乎都采用了星敏感器。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法，旨在解决捷联环境下进行初始对准存在的载体干扰运动引起的误差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法，该基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法包括以下步骤：

确定载体的初始位置；

根据初始位置得到位置矩阵；

获取惯性坐标系到地球坐标系的转换矩阵

采集星敏感器输出

确定初始对准矩阵

捷联惯导系统解算姿态信息；

估计出陀螺漂移。

进一步，该基于星敏感器的捷联惯导系统初始对准的方法的具体步骤为：

步骤一，通过外部设备确定载体的初始位置参数；

步骤二，根据初始位置得到位置矩阵

步骤三，获取惯性坐标系到地球坐标系的转换矩阵

步骤四，采集星敏感器输出即载体系相对于地心惯性系的姿态矩阵；

步骤五，确定初始对准矩阵

步骤六，捷联惯导系统解算姿态信息，得到姿态误差矩阵φ(t)；

步骤七，以步骤六得到的姿态误差矩阵φ(t)为观测量，当载体处于静基座时，不考虑天向陀螺漂移和加速度计零偏；当载体处于动基座时，加入天向陀螺漂移和加速度计零偏，建立系统误差模型；

步骤八，根据步骤七建立的误差模型，利用卡尔曼滤波技术估计出陀螺漂移ε，进而对系统进行补偿。

进一步，在步骤二中，位置矩阵表示为：

其中：为载体的当地地理纬度，λ为载体的当地地理经度。

进一步，在步骤三中，转换矩阵表示为：

Cie=cos(GST)-sin(GST)0sin(GST)cos(GST)0001]]>

其中：GST为格林尼治恒星时角。

进一步，在步骤五中，确定初始对准矩阵表示为：