[发明专利]一种惯导棱镜高度差标校方法及系统

权利要求书

1.一种惯导棱镜高度差标校方法，其特征在于，包括以下步骤：

将装有惯导棱镜的火箭飞行器的惯导系统紧固在转台上，并通过经纬仪实时准直观测惯导棱镜；

通过控制计算机自动控制转台旋转，使惯导棱镜旋转至不同的位置，并满足经纬仪与惯导棱镜准直；

经纬仪与惯导棱镜准直的连线延长至无限远处，视为天文导航定位中一个观测天体σ₀，经纬仪观测点视为地平坐标系的圆点，经纬仪与惯导棱镜准直点σ'₀视为天体在地球上的投影点；

经纬仪位置不变、转台旋转至另一位置时，经纬仪与惯导棱镜准直的连线延长至无限远处，视为天文导航定位中另一个观测天体σ₁，经纬仪与惯导棱镜准直点σ'₁视为天体在地球上的投影点；

经纬仪位置不变、转台旋转至多个不同位置，经纬仪与惯导棱镜准直时视为天文导航定位中多个观测天体σ₂…σ_i，经纬仪与惯导棱镜准直点σ'₂…σ'_i视为天体在地球上的投影点；

经纬仪架设调平于C点并垂直准直惯导棱镜，此时转台角度、经纬仪水平方位角和俯仰角初始值记为:

向经纬仪左边旋转转台至A点并准直惯导棱镜，转台角度、经纬仪水平方位角和俯仰角观测值记为:

向经纬仪右边旋转转台至B点并准直惯导棱镜，转台角度、经纬仪俯仰角和水平方位角观测值为：

根据惯导棱镜准直点σ'₀…σ'_i的转台角度值、经纬仪俯仰角值和水平方位角值以及惯导棱镜法线定律，推算出经纬仪观测惯导棱镜类似观测天体恒星的σ'₀…σ'_i地平方位角：

A点惯导棱镜法线相对天体的地平方位角A₁为：

A₁＝180°-(V_A-V₀)-(θ_A-θ₀) (1.4)

B点惯导棱镜法线相对天体的地平方位角A₂为：

A₂＝180°-(V_B-V₀)-(θ_B-θ₀) (1.5)

第i位置惯导棱镜棱线相对天体的地平方位角A_i为：

A_i＝180°-(V_i-V₀)-(θ_i-θ₀) (1.6)；

将经纬仪垂直准直观测惯导棱镜棱线高低俯仰角视为天文导航定位中“天体顶距”，表示为H₀，这时该位置的高度差等于天体顶距H₀减去90°，表示为ΔH₀，依此类推，经纬仪观测第一位置惯导棱镜棱线高低俯仰角为H₁，则该位置的高度差为ΔH₁，经纬仪观测第二位置惯导棱镜棱线高低俯仰角为H₂，则高度差为ΔH₂，...，经纬仪观测第i位置惯导棱镜棱线高低俯仰角为H_i，则高度差为ΔH_i：

ΔH₀＝H₀-90° (1.7)

ΔH₁＝H₁-90° (1.8)

ΔH₂＝H₂-90° (1.9)

观测第i位置：

ΔH_i＝H_i-90° (1.10)；

根据经纬仪观测惯导棱镜类似观测天体的地平方位角和高度差，建立惯导棱镜棱线观测方程：

ΔH_i＝X₀cosA_i-Z₀sinA_i (1.11)

将两边同时除于-sinA_i，则有：

-ΔH_i·secA_i＝-X₀cotA_i+Z₀ (1.12)

假设：

h＝-ΔH_i·secA_i

A＝-cotA_i

则可建立线性方程：

h＝A·X₀+Z₀ (1.13)

用最小二乘法进行线性回归：

其中，X₀为惯导棱镜棱线绕Z轴旋转的安装偏差，Z₀为惯导棱镜棱线绕X轴旋转的安装偏差，

计算出惯导棱镜棱线相对天体的位置，即惯导棱镜棱线相对火箭发射坐标系的安装偏差。