[发明专利]一种利用伪观测取代精密转台的原地旋转调制寻北方法

权利要求书

1.一种利用伪观测取代精密转台的原地旋转调制寻北方法，其特征是，包括：

S1获取当前旋转方式下伪观测中心的位置及杆臂信息，伪观测中心即旋转中心，杆臂信息包括系统性杆臂信息和随机性杆臂信息，其中，系统性杆臂信息为IMU测量中心到伪观测中心的距离，随机性杆臂信息为伪观测中心的位置变化范围；

S2开启惯性导航系统电源，判断是否已知载体的当前姿态角，若已知，执行步骤S4；否则，执行步骤S3后再执行步骤S4；

S3使IMU处于静态或准静态，利用IMU中加速度计和陀螺的输出信息，采用静态粗对准法获取载体的当前姿态角，即IMU的当前姿态角；初始静态或准静态时，载体姿态角大小等同IMU姿态角；

S4将载体的当前姿态角作为IMU初始姿态角，进行原地旋转调制寻北，具体为：

4.1采用伪观测中心位置、杆臂信息、IMU初始姿态角及惯性传感器性能参数进行初始化，并采用当前旋转方式旋转IMU；

4.2以伪观测中心的位置变化量和/或速度变化量为伪观测信息，以伪观测信息为量测信息构建含杆臂信息的量测方程，根据IMU在线误差补偿后的输出信息和伪观测信息，采用卡尔曼滤波器估计状态参数，状态参数包括导航状态参数和惯性传感器性能参数，所得惯性传感器性能参数估计值用于惯性传感器输出的误差补偿；

所构建的含杆臂信息的量测方程为和/或$z_v={\mathrm{\δv}}_{IMU}^n-({\mathrm{\ω}}_{in}^n\×)(C_b^n{l}_{OBS}^b\×)\mathrm{\ψ}-C_b^n(l_{OBS}^b\×{\mathrm{\ω}}_{ib}^b)\×\mathrm{\ψ}-C_b^n(l_{OBS}^b\×){\mathrm{\δ\ω}}_{ib}^b-n_v,$其中，z_r和z_v分别为位置和速度量测向量，n_r表示包含了随机性杆臂信息的位置量测噪声，n_v表示速度量测噪声，n_r和n_v均在卡尔曼滤波量测噪声阵R中体现，为IMU测量中心在n系下的位置误差，为系统性杆臂信息，为的反斜对称矩阵形式，为b系到n系的方向余弦矩阵，ψ为姿态角旋转矢量的误差在n系的投影，为IMU测量中心在n系下的速度误差，为n系相对于i系的地球自转角速度变化投影到n系的向量，为的反斜对称矩阵形式，为的反斜对称矩阵形式，为b系相对于i系的地球自转角速度变化投影到b系的向量，为和的叉乘，为b系相对于i系的地球自转角速度变化投影到b系的向量误差；

4.3将IMU中陀螺经在线误差补偿后的输出转化成增量形式数据，将陀螺z轴输出的增量形式数据累加，即得IMU精密转角；

4.4利用估计的导航状态参数中IMU姿态角和步骤4.3所获知的IMU精密转角计算载体航向角。