[发明专利]一种捷联惯导与对准棱镜安装偏角测量方法

说明书

本发明提出了一种捷联惯导与对准棱镜安装偏角测量方法，硬件设施包括：双轴转台、捷联惯导、对准棱镜、自准直经纬仪、主控计算机、显示器及键盘等组成。方法是通过两次旋转双轴转台改变捷联惯导台体对准棱镜、自准直经纬仪准直的位置，主控计算机二次记录自准直经纬仪CCD失准角读数和水平盘读数β、双轴转台内外框码盘读数α以及捷联惯导输出参数，通过解算得出捷联惯导初始对准瞄准棱镜改为竖直安装后对准棱镜与惯导之间的安装偏差。

技术领域

本发明属捷联惯导系统精确制导初始对准检测补偿技术领域，具体涉及一种捷联惯导与对准棱镜安装偏角测量方法。

背景技术

目前，捷联惯导初始对准瞄准棱镜通常为水平安装，但为了实现飞行器水平初始方位精确对准，起竖即刻发射，需将捷联惯导初始对准瞄准棱镜改为竖直安装，这样初始对准棱镜与捷联惯导之间的安装角关系发生了变化，必然会引起初始对准棱镜坐标系与捷联惯导坐标系安装偏差角测量方法发生变化。实际安装过程中很难做到捷联惯导坐标系与对准棱镜坐标系绝对重合，均会存在一定安装偏角，若安装偏角不精确测量进行软补偿，则飞行器将会存在固定对准偏角，使其偏离预定轨道，在此背景下提出了一套拟利用惯导对准棱镜反射面法矢量与自准直经纬仪的激光准直矢量相等的技术，解算出对准棱镜与惯导之间的安装偏差。

发明内容

本发明的目的是提出一种捷联惯导与对准棱镜安装偏角测量方法，可以测量、解算捷联惯导初始对准瞄准棱镜改为竖直安装后对准棱镜与惯导之间的安装偏差。

实现本发明的技术解决方案如下：一种捷联惯导与对准棱镜安装偏角测量的硬件设施包括：高精度双轴自动控制转台(以下简称：双轴转台)、捷联惯导台体(含捷联惯导、对准棱镜)、棱镜标校自准直经纬仪(以下简称：自准直经纬仪)、主控计算机、显示器及键盘等组成。测量方法是：

(1)将捷联惯导台体(含捷联惯导、对准棱镜)固定在双轴转台上，测量系统通电开始测量工作。

(2)旋转双轴转台至捷联惯导台体对准棱镜、自准直经纬仪准直位置O处，主控计算机记录自准直经纬仪CCD失准角读数和水平盘读数β、双轴转台内外框码盘读数α以及捷联惯导输出参数。

(3)再次旋转双轴转台，自准直经纬仪准直至位置P处，主控计算机记录自准直经纬仪CCD失准角读数和水平盘读数β、双轴转台内外框码盘读数α以及捷联惯导输出参数。

(4)建立矢量相等的对应坐标关系，主控计算机执行程序解算捷联惯导与对准棱镜安装偏角，步骤如下：

a)棱镜-惯导-转台坐标矢量关系

令双轴转台坐标系为N_t，其初始位置坐标系为N_t0；捷联惯导坐标系为N_i，其初始安装位置坐标系为N_i0；对准棱镜坐标系为N_m，其初始位置坐标系为N_m0，对准棱镜镜面反射面法矢量在对准棱镜坐标系下为假设对准棱镜坐标系与捷联惯导坐标系的安装偏差角矩阵为捷联惯导在双轴转台上的初始安装误差矩阵为则双轴转台转动过程中，对准棱镜镜面反射面法矢量在高精度双轴自动控制转台初始位置坐标系中可表示为：

b)经纬仪自准直坐标矢量关系

令捷联惯导棱镜自准直经纬仪坐标系为N_e，其初始位置坐标系为N_e0，棱镜准直坐标系下的激光准直矢量假设自准直经纬仪坐标系到其初始位置坐标系的转换矩阵为自准直经纬仪初始位置坐标系到双轴转台初始位置坐标系的误差矩阵为则自准直经纬仪激光准直矢量到双轴转台初始位置坐标系中可表示为：

自准直经纬仪与捷联惯导对准棱镜两次准直后，得到方程组如下：

由于那么：