[发明专利]一种飞行器星敏感器与捷联惯组安装误差的测量方法

说明书

本发明公开了一种飞行器星敏感器与捷联惯组安装误差的测量方法，方法包括以下步骤：S1、建立中间转换坐标系O_mX_mY_mZ_m，其原点与惯组坐标系原点重合，O_mX_mY_m平面位于当地水平面内，O_mX_m轴方向沿飞行器纵向方向，O_mY_m轴方向与捷联惯组棱镜准直；S2、计算捷联惯组在中间转换坐标系下的姿态矩阵S3、计算星敏感器测量坐标系在中间转换坐标系中的姿态矩阵S4、解算星敏感器测量坐标系在捷联惯组坐标系下的转换矩阵，确定星敏感器测量坐标系上各轴与捷联惯组坐标系各轴的投影关系，获得星敏感器与捷联惯组的安装误差。本发明方便快捷，准确度高，可在室内进行快速的星敏感器与惯组安装误差测量。

技术领域

本发明属于飞行器惯性/天文组合导航技术领域，更具体地，涉及一种飞行器星敏感器与捷联惯组安装误差的测量方法。

背景技术

天文导航是一种以恒星位置作为参照物的高精度导航技术，它常常与飞行器上的捷联惯性导航系统组成高精度自主式组合导航系统。由于飞行器上的捷联惯组与星敏感器往往安装在飞行器载体的不同位置，两者之间存在着固定的安装误差，特别是星敏感器测量坐标系与捷联惯组坐标系之间的安装误差直接影响天文导航与惯性导航之间的传递精度。因此为了保证最终组合导航的精度，必须在地面测量该安装误差。

现有技术中，通常是通过引入地理坐标系作为惯组坐标系和基于真实恒星的赤道坐标系的中间转换坐标系来进行测量。但是，地理坐标系和天球坐标系的建立必须通过事先建立的北向基准或由高精度惯组建立的北向基准，同时，赤道坐标系与地理坐标系的转换必须引入基于春分点的时角信息(UT1)，这些信息的引入增加了测试过程的复杂度和精度。本技术直接通过光学对准在当地水平面建立任意中间坐标系并直接使用经纬仪本身的准直光来模拟星光矢量进行测量，简化了现有技术中的测量过程。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种飞行器星敏感器与捷联惯组安装误差的测量方法，通过建立中间转换坐标系，实现对星敏感器与惯组安装误差测量的快速测量，方便快捷，准确度高。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种飞行器星敏感器与捷联惯组安装误差的室内测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1、建立中间转换坐标系O_mX_mY_mZ_m，所述中间转换坐标系O_mX_mY_mZ_m原点O_m与惯组坐标系O_tX_tY_tZ_t原点O_t重合，O_mX_mY_m平面位于当地水平面内，O_mX_m轴方向沿飞行器纵向方向，O_mY_m轴方向通过第一经纬仪与捷联惯组棱镜准直，根据右手法则确定O_mZ_m轴方向；

S2、计算捷联惯组在中间转换坐标系下O₁的姿态矩阵

其中，θ，φ，ψ分别为惯组坐标系下的俯仰角、滚动角和偏航角；

偏航角其中为飞行器坐标系中的加速度矢量在x、y轴的分量，g为重力加速度；