[发明专利]一种船用格网惯性导航系统综合校正方法

说明书

本发明公开了一种船用格网惯性导航系统综合校正方法，属于惯性导航系统技术领域。首先在外部速度设备如多普勒计程仪的辅助下使系统工作在外水平阻尼工作状态。当外部不能提供位置及格网航向参考时系统工作在外水平阻尼工作状态；当外部有间断的位置及格网航向参考时，在第一次外部信息的辅助下完成系统重调，当第二次外部信息到来时，根据推导的方程、方程以及综合校正策略完成载体坐标系下陀螺常值漂移的准确估计，补偿陀螺常值漂移并完成第二次系统重调即完成综合校正过程。半物理仿真结果验证了所设计的两点校综合校正算法在实际应用中的可行性，可有效保证船舶在极区航行时的导航精度。

技术领域

本发明属于惯性导航系统技术领域，具体涉及一种船用格网惯性导航系统综合校正方法。

背景技术

适用于极区的格网惯性导航力学编排同样存在导航误差随时间积累的问题。以舰船为例， 对于长时间航行的舰船来说，惯性器件引起的导航误差随着时间不断积累，约占系统误差的 90％左右，而陀螺漂移引起的导航误差又成为惯性器件引起的导航误差的主要部分。

为抑制格网惯导系统随时间积累的导航误差，在确保舰船充分保证隐蔽性与自主性的要 求下，综合校正技术可以作为一种理想的误差抑制方法。综合校正技术就是定期地对陀螺漂 移进行测定补偿，并对惯性导航系统的航向和位置进行重新调整。在实际使用中，这种重调 和校正是综合进行的，所以称为惯性导航系统的综合校正。

本发明在格网惯导力学编排的基础上，首先在外部参考速度的辅助下设计了适用于格网 惯导力学编排的外水平阻尼算法对系统84.4min舒勒振荡进行抑制。为抑制长航时情况下舰 船惯导系统导航误差发散严重的问题，针对外部有间断的位置及航向信息辅助的情况设计了 一种两点校综合校正算法，基于OEPQ坐标系分别推导了P方程和ψ方程，P方程建立起位 置误差、格网航向误差与平台漂移角ψ的关系，ψ方程建立起陀螺常值漂移与平台漂移角的 关系。该算法利用不定期的外部位置及航向信息对陀螺常值漂移进行估计，通过系统重调以 及器件误差补偿抑制格网惯导系统随时间积累的误差，在保证舰船航行自主性的基础上有效 地提高了舰船在极区航行时的导航精度。对所设计的综合校正方法进行仿真分析，结果表明 所设计的综合校正方法准确地估计出了陀螺常值漂移，完成系统重调以及陀螺漂移补偿后可 有效抑制格网惯导系统随时间积累的导航误差。

发明内容

本发明的目的在于提供有效保证长航时船用格网惯导系统在极区航行时的导航精度，抑 制格网惯导系统随时间积累的导航误差的一种船用格网惯性导航系统综合校正方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种船用格网惯性导航系统综合校正方法，包括以下步骤：

步骤一：多普勒计程仪提供准确的外部参考速度，系统工作在外水平阻尼状态；

步骤二：若无外部位置及航向参考，系统工作于外水平阻尼状态；若外部有间断的位置 和航向参考，执行两点校综合校正算法；

步骤三：第一次出现外部位置及航向参考，进行系统重调；

步骤四：第二次出现外部位置及航向参考，估算陀螺常值漂移，补偿陀螺漂移并进行系 统重调，完成综合校正。

具体地，

1.步骤一具体过程为：

当外部测速设备如多普勒计程仪可提供准确的外部参考速度时，借鉴常规指北方位惯导 力学编排外水平阻尼算法设计原理，可以设计出适用于格网惯导力学编排的外水平算法，格 网惯导系统外水平阻尼方块图如图2所示。

外部参考速度通过阻尼网络引入格网惯导系统水平回路，对格网惯导系统84.4min舒勒 振荡进行抑制。外水平阻尼算法中水平阻尼网络选为：

式中，s为拉普拉斯变量。