[发明专利]基于横向地理坐标系的虚拟极区方法

权利要求书

1.一种基于横向地理坐标系的虚拟极区方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、极区轨迹数据重构；在非极区，将地理坐标系下惯性/卫星组合导航的结果作为参考信息，包含姿态矩阵速度v^g和位置p^g；将姿态矩阵和速度信息转换至横向地理坐标系：

式中，和为横向地理坐标系下的姿态矩阵和速度，为横向方位角转换矩阵；转换过程中保证横向地理坐标系下的姿态和速度信息不变，即将和直接作为虚拟极区轨迹的姿态矩阵和速度；将地理坐标系高度h作为重构轨迹的高度

符号“*”表示重构的极区轨迹相关参数；考虑地球曲率的影响，位置方向余弦矩阵通过求解微分方程获得

将式中矩阵的积分初值记作其计算方法为

其中表示人为指定的极区轨迹起点处的横向经纬度；

公式(4)中位置牵连运动角速率计算方法如下：

式中，和表示补偿椭球校正系数后的极区横向地理坐标系速度

其中，为重构轨迹处的子午圈和卯酉圈半径；和为横向地理系速度的东、北向分量；α^*为重构轨迹处的横向方位角；

步骤二、惯性传感器数据重构；在横向地理坐标系内扣除当地地球自转角速率和重力加速度，并叠加虚拟极区的地球自转角速率和重力矢量，完成陀螺和加速度计数据的重构：

式中，和为实际试验中得到的陀螺和加速度计输出，和为极区重构的陀螺和加速度计数据；姿态矩阵为虚拟极区横向地理坐标系下的地球自转角速率；为虚拟极区横向地理坐标系下的重力加速度；和为当地横向地理坐标系下的地球自转和牵连运动角速率；为当地横向地理坐标系下的重力加速度。