[发明专利]一种无陀螺仪惯性导航系统的控制算法

权利要求书

1.一种无陀螺仪惯性导航系统的控制算法，采用加速度计测量并计算出运载体的俯仰角                                               和横滚角，其特征在于：采用磁传感器测量并计算出运载体的航向角，结合运载体的俯仰角和横滚角，对四元数姿态更新算法进行逆向递推，计算出运载体的角速度，以此替代陀螺仪，其中所述的加速度计为三轴加速度计，所述的磁传感器为三轴磁传感器。

2.根据权利要求1所述无陀螺仪惯性导航系统的控制算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将重力加速度在地理坐标系t上的投影转换为载体坐标系b上的投影；

步骤2：将、、进行归一化处理，推导计算俯仰角和横滚角；

步骤3：将地磁场在载体坐标系b上的投影转换为地理坐标系t上的投影；

步骤4：根据、、计算出航向角，再加上当地磁偏角，得到真实航向角；

步骤5：根据运载体的航向角、俯仰角和横滚角，推算出四元数；

步骤6：根据四元数微分方程的变换式推算出角速度；

步骤7：运载体的航向角、俯仰角、横滚角和角速度输入PID控制器，输出控制量。

3.根据权利要求2所述无陀螺仪惯性导航系统的控制算法，其特征在于：为了计算出高精度的俯仰角和横滚角，对三轴加速度计测量的数据进行零点偏置校准和卡尔曼滤波。

4.根据权利要求2所述无陀螺仪惯性导航系统的控制算法，其特征在于：为了计算出高精度的航向角，对三轴磁传感器测量的数据进行三维椭球拟合校准。

5.根据权利要求2所述无陀螺仪惯性导航系统的控制算法，其特征在于：所述的PID控制器为双极串行PID控制器，提高惯性导航系统的响应速度和稳定性。