[发明专利]一种星光/惯性组合导航及误差在线标定方法

权利要求书

1.一种星光/惯性组合导航及误差在线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据给定的星敏感器安装角和待估计的星敏感器安装误差将弹体体坐标系B分别绕Y_B、Z_B轴旋转-ψ₀+Δψ₀、后与星敏感器坐标系S重合，计算出弹体体坐标系到星敏感器坐标系的姿态转换矩阵从而得到星敏感器坐标系中的星光矢量S_S与S_I的转换关系；ψ₀分别为俯仰角、偏航角；Δψ₀分别为俯仰方向、偏航方向；

步骤1)的具体实现过程包括：

11)计算出弹体体坐标系到星敏感器坐标系的姿态转换矩阵

其中，

12)通过所选恒星的高低角e_s和方位角σ_s，计算出在理想发射惯性系I中的星光方向单位矢量S_I；

13)根据理想发射惯性系中的星光方向单位矢量S_I，理想发射惯性系I与惯导平台系P间的转换矩阵惯导平台系P到弹体体坐标系B间的转换矩阵以及弹体体坐标系B到星敏感器坐标系S的转换矩阵得到星敏感器坐标系中的星光矢量S_S与S_I的转换关系：

其中，为数字平台坐标系到弹体系的转换矩阵；

2)根据星敏感器安装角计算出弹体体坐标系B到理想星敏感器坐标系S'的转换矩阵从而得到星敏感器坐标系中的理想星光矢量S_S'与S_I的转换关系；

步骤2)的具体实现过程包括：

21)根据星敏感器安装角计算出弹体体坐标系B到理想星敏感器坐标系S'的转换矩阵

22)根据理想发射惯性系中的星光方向单位矢量S_I，理想发射惯性系I与惯导平台系P间的转换矩阵惯导平台系P到弹体体坐标系B间的转换矩阵以及弹体体坐标系B到理想星敏感器坐标系S'的转换矩阵得到星敏感器坐标系中的理想星光矢量S_S'与S_I的转换关系：

3)根据S_S与S_I的转换关系、S_S'与S_I之间的转换关系，得到星敏感器测量量[ξ η]与平台失准角[α_x α_y α_z]和星敏感器安装误差之间的关系；

星敏感器测量量[ξ η]与平台失准角[α_x α_y α_z]和星敏感器安装误差之间的关系为：

其中，

S(e_s)，C(ψ₀)、S(ψ_b)、C(ψ_b)、C(e_s)、S(σ_s)、C(σ_s)、S(·)表示正弦，C(·)表示余弦；

步骤3)的具体实现过程包括以下步骤：

31)测量三颗导航星，恒星的方位分别为[e_s1 σ_s1]、[e_s2 σ_s2]、[e_s3 σ_s3]，得到三次测星的矢量[ξ₁ η₁]、[ξ₂ η₂]、[ξ₃ η₃]，此时的测量方程为

32)记上式为Z＝HX，平台失准角与星敏感器的安装误差利用最小二乘法估计得出：

X＝(H^TH)^-1H^TZ；

4)通过测量三颗导航星，得到三个星敏感器测量量，利用最小二乘法估计出平台失准角[α_x α_y α_z]与星敏感器的安装误差