[发明专利]一种惯导系统单位置初始对准最优方法

说明书

本发明属于优化方法，具体涉及一种惯导系统单位置初始对准最优方法。一种惯导系统单位置初始对准最优方法，包括：步骤一：外部输入重力矢量在体坐标系和参考坐标系下的测量值，步骤二：取为权重系数；步骤三：计算各中间变量，步骤四：计算损失函数构造矩阵；步骤五：计算K的特征值λ_i和特征向量q_i，步骤六：迭代；步骤七：保证迭代收敛性，可得姿态最优解。本发明的有益效果是：从对比试验可知使用本方法可以对北向、东向、天向速度同时进行优化，而且优化效率高，优化效果好。

技术领域

本发明属于优化方法，具体涉及一种惯导系统单位置初始对准最优方法。

背景技术

惯导系统的初始对准是影响系统使用性能的关键技术之一，对准的精度与速度直接关系到惯性系统的精度与启动特性。根据惯导系统原理，若要完全消除误差需要进行多位置对准计算，但在绝大多数情况下，这个要求无法满足，一般只能在一个位置进行对准。因此，提高单位置初始对准精度具有重要应用价值。

传统的单位置对准方法采用加速度计测量水平姿态，通过罗经效应测量航向，这种方法对准时间长，易受干扰，动态条件下无法对准，目前已经基本淘汰。当前最常用的方法是基于重力矢量的对准方法，通过计算重力矢量在惯性空间内旋转的角度求取惯导系统对初始姿态，选取t_m和t_n时刻的两组加速度积分值对重力积分进行平滑，减小了载体摇摆产生的加速度的干扰，但未充分利用重力信息，不属于最优算法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种惯导系统单位置初始对准最优方法。

本发明是这样实现的：一种惯导系统单位置初始对准最优方法，包括下述步骤：

步骤一：

外部输入和和为重力矢量在体坐标系和参考坐标系下的测量值，

步骤二：

取α_i为权重系数，且共n个系数，对应n组重力矢量测量值，α_i的值由外部输入

步骤三：

通过以下公式，计算各中间变量，

S＝B+B^T (4)

其中tr表示矩阵的迹，×表示反对称阵，即把一个向量变成3乘3的矩阵；

步骤四：

根据式(1)至(4)，计算如下损失函数构造矩阵

I为单位对角阵；

步骤五：

计算K的特征值λ_i和特征向量q_i，其中i＝1,2,3,4，

步骤六：

K的所有特征值中最大的一个λ_max，λ_max理论值为1，因此可使用1作为初值，进行迭代计算求取λ_max，将λ_max,0＝1带入式(6)进行迭代，得：

λ_max,i+1＝λ_max,i-p(λ_i)/p′(λ_i),i＝0,1,... (6)

其中

步骤七：