[发明专利]一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法

说明书

本发明公开了一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法，包括S1、根据卫星导航接收机获取的载体的东向速度和北向速度，获取载体在右前上载体坐标系下的向心加速度；S2、根据载体当前周期的地速以及上一周期的地速，获取载体在右前上载体坐标系下的线加速度；S3、利用载体在右前上载体坐标系下的向心加速度和线加速度，对机载航姿仪中三轴加速度计输出的比力数据进行机动加速度补偿，获取补偿后的加速度；S4、利用补偿后的加速度，计算载体的水平姿态角等步骤。优点是：无论载体是否机动，都可以使用加速度计数据对载体水平姿态角进行修正，避免了断开加速度计数据修正后陀螺仪导致的载体水平姿态误差漂移问题。

技术领域

本发明涉及机载航空仪技术领域，尤其涉及一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法。

背景技术

机载航姿仪常采用I MU和磁力计为传感器来实现载体三维姿态角的解算，其中加速度计输出比力对水平姿态角提供修正信息。加速度计对水平姿态角的修正在载体机动时必须断开，否则将引起很大的姿态误差，常采用系统运动状态自检验的方法判断出载体是否处于机动状态。如载体在空中做长时间的盘旋机动时，将产生向心加速度，传统机载航姿仪算法中的系统运动状态自检验算法将判断出载体处于机动状态，从而断开加速度计信息对载体水平姿态的修正，载体水平姿态角由陀螺仪数据单独解算，由于陀螺仪误差的存在，会造成姿态误差随时间累积；当载体做加减速运动时，将产生线加速度度，传统机载航姿仪算法中的系统运动状态自检验算法将判断出载体处于机动状态，从而断开加速度计信息对载体水平姿态的修正，载体水平姿态角解算由陀螺仪数据单独完成，由于陀螺仪数据存在漂移，且当载机处于长时间盘旋机动时，将造成载体水平姿态误差累积的问题，以及动态下噪声变大，精度降低，从而影响姿态解算精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法，所述方法包括如下步骤，

S1、根据卫星导航接收机获取的载体的东向速度和北向速度，获取载体在右前上载体坐标系下的向心加速度；

S2、根据载体当前周期的地速以及上一周期的地速，获取载体在右前上载体坐标系下的线加速度；

S3、利用载体在右前上载体坐标系下的向心加速度和线加速度，对机载航姿仪中三轴加速度计输出的比力数据进行机动加速度补偿，获取补偿后的加速度；所述机动加速度即为向心加速度和线加速度；

S4、利用补偿后的加速度，计算载体的水平姿态角；

S5、根据载体的水平姿态角、磁航向和机载航姿仪解算得到的三维姿态角，获取三维姿态角误差，使用姿态角误差和惯导的误差方程进行卡尔曼滤波计算，获取惯导误差，并将惯导误差反馈补偿到惯导的捷联解算中；所述三维姿态角即为水平姿态角和磁航向，所述水平姿态角包括俯仰角和横滚角。

优选的，步骤S1具体包括如下内容，

S11、根据载体的东向速度和北向速度，获取载体的地速和航迹角，计算公式为；

其中，V_e为载体的东向速度；V_n为载体的北向速度；GS为载体的地速；为载体的航迹角；

S12、利用载体的航迹角以及上一周期载体的航迹角计算载体的航迹角变化率，计算公式为；

其中，为上一周期航迹角；为航迹角变化量；时，时，为航迹角变化率；T为地速和航迹角的更新周期；