[发明专利]一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法

说明书

本发明涉及一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法，包括步骤：(1)定义各坐标系；(2)求惯性坐标系到导航坐标系的转换矩阵；(3)求基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵；(4)求载体坐标系到基座关系坐标系的转换矩阵；(5)求多次载体坐标系到基座关系坐标系的转换矩阵的平均值；(6)计算基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵的误差；(7)设定阈值，比较阈值和误差大小；(8)根据步骤(2)、(3)和(4)求得到载体坐标系到导航坐标系的转换矩阵，从而实现载体的初始对准。该方法利用重力加速度在基座惯性系上的投影变化缓慢的特性，同时融合了对动态特性的判定，适应于不同状态下的动中通。

技术领域

本发明涉及组合姿态测量领域，主要涉及一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法。

背景技术

现有技术中，动中通惯导系统粗对准一般采用两种方式实现，一是解析式粗对准，二是摇摆动态对准。

解析式粗对准要求载体必须完全静止，车载情况下甚至要求关闭发动机及避免人员走动，即便如此，仍需要通过延长对准时间提高初始对准精度，而动中通基本均要求在动态条件下进行初始对准，因此，解析式粗对准并不适用于动中通。

摇摆动态对准能够满足动态条件下动中通的粗对准，但该方法对准时间长，至少需要1～2min时间来完成一定精度的粗对准，故会延长惯导系统初始对准时间，无法满足用户快速性要求。目前，对惯导系统而言，缩短初始对准时间和提高精度是两个相悖的结论，但对动中通系统来说，不同应用环境不同系列的动中通对初始对准的要求不同。为此，有必要提出一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法，以适用于不同的动中通。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法，该方法利用重力加速度在基座惯性系上的投影变化缓慢的特性，同时融合了对动态特性的判定，适应于不同状态下的动中通。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种适用于动中通的组合惯导系统自适应初始对准方法，包括步骤：

(1)定义惯性坐标系、导航坐标系、载体坐标系和基座关系坐标系；

(2)获取载体的位置信息，根据所述位置信息求得惯性坐标系到导航坐标系的转换矩阵；

(3)获取载体的加速度，求得载体坐标系下加速度在基座关系坐标系的投影，并对所述投影进行积分得到速度，根据速度求得基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵；

(4)在多时段下重复步骤(3),根据多次重复求得的基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵求取平均值，得到最终的基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵；

(5)获取载体的角速度，根据步骤(3)求得的载体坐标系下加速度在基座关系坐标系的投影，计算陀螺零漂估计值，并将陀螺零漂估计值反馈回角速度进行零漂补偿，根据补偿后的角速度求得载体坐标系到基座关系坐标系的转换矩阵；

(6)计算基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵的误差；

(7)设定阈值，比较阈值和误差大小，当误差小于阈值时，则进入步骤(8)；当误差大于阈值时，返回步骤(3)；

(8)将惯性坐标系到导航坐标系的转换矩阵、基座关系坐标系到惯性坐标系的转换矩阵以及载体坐标系到基座关系坐标系的转换矩阵进行乘积，得到载体坐标系到导航坐标系的转换矩阵，从而实现载体的初始对准。

本发明的有益效果是：

(1)该方法依据步骤(6)和步骤(7)的误差，判定此时系统应用的环境是否处于高动态，在满足系统要求的精度条件下，根据应用环境来时时调整初始对准时间，这样，在满足系统精度要求的条件下，以最短时间进行初始对准，以满足系统快速性的要求。