[发明专利]一种基于双模式的惯性导航方法及系统

说明书

本发明提供了基于双模式的惯性导航方法及系统，通过采用无阻尼和水平阻尼两种惯性导航算法对载体航行状态的惯性测量数据进行解算，分别得到无阻尼惯性导航信息和水平阻尼惯性导航信息；基于载体在稳定航行状态时的上述两种惯性导航信息，构建误差传播估计模型，对载体在机动航行状态时的无阻尼惯性导航信息中受傅科周期调制的舒拉周期振荡误差分量进行预测，根据预测结果对机动航行状态下的无阻尼惯性导航信息进行补偿，得到修正后的无阻尼惯性导航信息；在载体稳定航行状态，输出水平阻尼惯性导航信息，在载体机动航行状态，输出修正后无阻尼惯性导航信息。本发明的导航方法，能够提高载体在机动航行状态时的导航精度和惯性导航系统的校正精度。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及一种基于双模式的惯性导航方法及系统。

背景技术

载体水下自主隐蔽航行和武器系统的使用，主要依靠惯性导航设备提供的高精度位置、姿态和速度等信息。现有的惯性导航系统按照解算原理的不同可以分为：无阻尼、水平阻尼(包括内水平阻尼和外水平阻尼)和全阻尼(包括内全阻尼和外全阻尼)等多种。

惯性导航系统工作在无阻尼状态时采用无阻尼惯性导航算法，无阻尼惯性导航算法的优点是输出导航参数信息中的误差不受载体机动(载体机动即载体速度或航向等发生改变)的影响，缺点是输出导航参数信息中存在较大的周期性振荡误差，包括舒拉周期、傅科周期和地球周期三种周期性振荡误差，且振荡误差幅值受随机误差影响发散。

惯性导航系统工作在水平阻尼状态时采用水平阻尼惯性导航算法，水平阻尼惯性导航算法与无阻尼惯性导航算法相比，优点是，可消除舒拉周期、傅科周期这2种周期性振荡误差分量(也即受傅科周期调制的舒拉周期振荡误差分量)，缺点是输出的导航参数信息受载体机动的影响，会产生较大的动态误差，且动态调整时间较长，而这将导致以下两方面的问题：一方面，在载体机动过程及机动结束后的较长一段时间内，惯性导航系统输出的姿态、速度以及位置等导航信息中存在较大的动态误差，影响载体航行安全及载体武器系统的使用；另一方面，由于位置信息中存在较大的动态误差，将严重影响载体机动后利用外部准确位置信息对惯导系统进行校正的精度。

现有技术中的惯性导航系统只能选择处于无阻尼或水平阻尼这两种工作状态中的一种，在载体机动航行阶段，如果让惯性导航系统处于无阻尼工作状态，采用无阻尼惯性导航算法，则无法消除输出导航信息中存在的舒拉周期和傅科周期这两个周期性振荡误差分量，如果让惯性导航系统处于水平阻尼工作状态，采用水平阻尼惯性导航算法，则输出的导航信息受载体机动的影响，产生较大的动态误差，且动态调整时间较长。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服在载体处于机动航行状态时，无论使导航系统工作在无阻尼和水平阻尼中的哪个状态，均导致导航信息精度差的技术缺陷，从而提供一种在载体处于机动航行状态时，能够提高导航信息精度的基于双模式的惯性导航方法及系统。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种基于双模式的惯性导航方法，包括：

实时获取载体处于航行状态时的惯性测量数据；

分别采用无阻尼惯性导航算法和水平阻尼惯性导航算法对所述惯性测量数据进行解算，得到对应的无阻尼惯性导航信息和水平阻尼惯性导航信息；所述导航信息包括至少一个针对某一具体导航参数的导航参数信息；

所述载体处于稳定航行状态时，基于稳定航行状态时的惯性测量数据解算得到的无阻尼惯性导航信息和水平阻尼惯性导航信息，构建误差传播估计模型；

所述载体处于机动航行状态时，根据所述误差传播估计模型及所述载体当前时刻的惯性测量数据，对所述载体当前时刻的无阻尼惯性导航信息中受傅科周期调制的舒拉周期振荡误差分量进行预测，得到误差补偿导航信息；根据所述误差补偿导航信息对当前时刻的无阻尼惯性导航信息进行补偿，得到修正后的无阻尼惯性导航信息；