[发明专利]车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法

说明书

本发明公开了一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法，采集捷联惯组陀螺输出的角速率以及捷联惯组加速度计输出的比力f^b；根据所述比力f^b和罗经回路网络计算参数计算得到姿态保持数学平台调整指令角速率根据角速率以及调整指令角速率计算姿态变化角速率利用姿态变化角速率更新计算姿态四元数向量Q，根据更新计算后的姿态四元数向量Q更新计算平台系姿态矩阵利用更新计算后的平台系姿态矩阵计算俯仰、滚动、方位姿态角γ、ψ。本发明方法在车载晃动环境下，能够持续保持精确而稳定的姿态角输出，具有更高的姿态保持抗干扰性。

技术领域

本发明涉及一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法。

背景技术

为了确保打击精度，精确瞄准是车载导弹武器发射前的一项重点环节，需要占用一定时间才能完成。随着车载武器捷联惯组一次通电使用时间的提高，在长时间的热待发过程中如何保持精确的瞄准精度是一项重要的研究问题。

热待发环境一般为准静基座环境，车体振动、人员走动等使车载武器惯组产生晃动，先前的瞄准结果不能在热待发过程中直接被使用。为了保证武器的快速反应能力，需要一种在热待发过程中使惯组保持对准精度的算法。最常见的姿态精度保持算法即直接使用角速率信息在瞄准结果基础上积分，此种姿态精度保持算法多用于起竖过程等短时间待发过程中，陀螺漂移的存在会使姿态精度随着时间的增长而大幅下降。实验表明，在此基础上采用初始对准卡尔曼滤波器估计姿态漂移角也仅能维持短时间内的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为车载武器惯性系统提供一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法，在能够持续保持精确而稳定的姿态角输出，具有更高的姿态保持抗干扰性。

本发明包括如下技术方案：

一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法，包括如下步骤：

步骤1、初始化姿态保持计算参数，初始化罗经回路网络计算参数；姿态保持计算参数包括数学平台姿态矩阵姿态四元数向量Q、载体的纬度L和经度λ；罗经回路网络计算参数包括网络状态变量d_N、d_E、d_a、d_b和d_c，网络参数k_a，k_b，k_EN和k_U；

步骤2、采集捷联惯组陀螺输出的角速率以及捷联惯组加速度计输出的比力f^b；

步骤3、根据所述比力f^b和罗经回路网络计算参数计算得到姿态保持数学平台调整指令角速率

步骤4、根据步骤2中的角速率以及步骤3中的姿态保持数学平台调整指令角速率计算姿态变化角速率

步骤5、利用步骤4中的姿态变化角速率更新计算姿态四元数向量Q，根据更新计算后的姿态四元数向量Q更新计算数学平台姿态矩阵

步骤6、利用步骤5中更新计算后的数学平台姿态矩阵计算俯仰、滚动、方位姿态角γ、ψ；

步骤7、判断是否收到热待发停止指令，若没有收到热待发停止指令，返回步骤2；如果收到热待发停止指令，将步骤5所计算出的数学平台姿态矩阵和步骤6所计算的姿态角作为对准结果使用。

所述步骤3具体包括如下步骤：

步骤3a、将比力f^b投影至导航坐标系得到比力在导航坐标系的投影值fⁿ，

步骤3b、根据fⁿ计算为数学平台调整指令角速率在导航坐标系上的投影值

步骤3c、将投影到载体坐标系得到数学平台调整指令角速率