[发明专利]一种基于航向角跟踪的惯性测量组合旋转调制方法

说明书

本发明一种基于航向角跟踪的惯性测量组合旋转调制方法，步骤如下：1)惯组上电，使惯性仪表保持正常运行状态；2)向惯组发送导航指令，系统首先进入初始对准状态；3)对准结束后获取惯组初始位置航向角ψsubgt;0/subgt;，并将初始航向角ψsubgt;0/subgt;传送至转动控制系统；4)惯组进入导航状态，开始进行基于航向角跟踪的旋转调制。本发明通过旋转调制抑制惯组导航过程中的水平误差，从而提高导航精度。

技术领域

本发明涉及一种捷联惯性测量组合导航过程中的旋转调制方法，特别是基于一种航向角跟踪的捷联惯性测量组合旋转调制方法。

背景技术

捷联惯性测量组合(简称惯组)以其体积小、重量轻、自主性强、输出参数全面等优势被广泛地应用于民用及军用的导航技术领域，惯组精度的高低往往决定着整个导航系统性能的好坏。因此，提高导航系统性能即提高惯组精度是现代导航技术研究的重点。在提高惯组导航精度方面有两方面切入点：其一，提高惯性器件精度；其二，通过误差补偿技术补偿或消除惯性器件的误差对导航精度带来的影响。旋转调制技术即是一种对惯组的误差补偿技术，该技术是通过机械装置控制惯组在导航过程中按一定旋转方案固定周期旋转，通过旋转并进行解算能有效抑制惯组器件误差引起的导航误差，提高导航系统精度。针对常规的旋转调制技术往往存在以下问题：

(1)普通惯组只有通过旋转机构才能完成旋转调制，而旋转机构往往包括旋转电机、旋转轴、旋转框架、传感器和控制器等一系列部件组成。过大的角度超调和旋转过程中的速度波动均对旋转调制的误差抑制作用产生负面影响。

(2)在旋转调制技术中，旋转机构按指定旋转方案旋转运动均是相对于地理坐标系的，但是在惯组中实际控制旋转机构时，所有的转位控制均是相对于惯组坐标系的。因此，若惯组相对于地理坐标系发生角运动，则旋转机构相对于地理坐标系的运动与旋转方案的设计不完全相同，从而造成无法完全有效地调制惯性器件的误差，在惯组角运动较大的情况下甚至可以完全抵消旋转调制的误差补偿效果。

在定位定向项目中采用单轴旋转调制技术，使惯组绕天向轴做规律地连续往复旋转，调制水平方向的器件误差，调制效果在每个旋转整周期完成后发挥到最优。在实际应用中，车辆转弯时航向发生变化，此时惯组旋转周期中的起、终点较惯组初始时刻发生变化，调制效果受到影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于航向角跟踪的惯性测量组合旋转调制方法，通过旋转调制抑制惯组导航过程中的水平误差，从而提高导航精度。

本发明的技术方案是：一种基于航向角跟踪的惯性测量组合旋转调制方法，步骤如下：

1)惯组上电，使惯性仪表保持正常运行状态；

2)向惯组发送导航指令，系统首先进入初始对准状态；

3)对准结束后获取惯组初始位置航向角ψ₀，并将初始航向角ψ₀传送至转动控制系统；

4)惯组进入导航状态，开始进行基于航向角跟踪的旋转调制；

所述旋转调制过程具体如下：

(41)惯组进入导航状态，导航过程中惯组水平轴从初始位置P₀按顺时针方向旋转360°到P’₀，然后后再逆时针旋转360°到P₀循环往复进行旋转调制；惯组随载体运动，航向角ψ实时更新，并将惯组航向角ψ实时传送至转动控制系统；

(42)转动控制系统根据接收到的ψ₀和ψ，计算得到当前惯性测量组合位置航向角与初始位置航向角的差值Δψ＝ψ-ψ₀；

(43)转动控制系统根据航向角差值Δψ计算得到新的转位信息P₀+Δψ和P’₀+Δψ；