[发明专利]一种基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法及装置

说明书

本公开的基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法及装置，根据链式法则，将所述高旋体微惯导的姿态矩阵拆分为时变姿态矩阵和定常姿态矩阵；构建所述定常姿态矩阵模型，将所述定常姿态矩阵模型转换为Wahba问题进行求解，得到所述定常姿态矩阵模型的模型系数；根据旋转矢量法对所述时变姿态矩阵进行求解，得到所述高旋体微惯导的三轴角速率和旋转矢量；采用Legendre多项式对所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量进行函数拟合，迭代计算所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量的值，实现所述高旋体微惯导空中对准。能够通过改善高旋体微惯导姿态解算过程中的积分精度，提高高旋体微惯导空中对准精度。

技术领域

本公开属于高动态环境下高旋体空中对准技术领域，特别是涉及到一种基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法。

背景技术

高旋体空中对准是指在高旋体飞行中确定SINS(Strap-down inertialnavigation system，捷联惯性导航系统)初始姿态的过程。对准精度对保证SINS的性能至关重要。空中对准的核心是在高旋体飞行过程中确定弹体坐标系和导航坐标系之间的初始姿态矩阵。由于捷联在高旋体上SINS的输出不再是载体运动时标准重力和地球自转速率在载体坐标系内的投影，传统的解析粗对准方法不适用于动态粗对准。

针对高精度SINS，目前提出了基于优化的对准方法(optimization-basedAlignment，OBA)。OBA方法是基于姿态矩阵分解技术导出的，该技术将所需姿态矩阵分解为两个时变姿态矩阵和一个定常姿态矩阵。利用姿态更新直接计算时变姿态矩阵，并利用Davenport的q-方法，在构造矢量观测的基础上得到定常姿态矩阵。OBA方法的核心是如何构造向量观测值，且其性能在很大程度上依赖于构造的向量观测值。到目前为止，基于矢量观测的不同构造过程，已经提出了许多衍生OBA方法。此外，OBA方法的精度还依赖于SINS的姿态解算方法，当前高旋体姿态计算方法通常是采用尽可能精确地积分姿态微分方程的圆锥校正算法。Jordan和Bortz在20世纪70年代建立了基于简化旋转矢量微分方程的增量姿态更新算法结构。究其本质，向量观测值的构造过程和SINS的姿态解算过程为积分过程，因此，有效改善SINS的姿态解算过程中的积分精度可提高对准精度。因此，针对上述问题，本文提出一种基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法，提高空中对准精度。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法，能够通过改善高旋体微惯导姿态解算过程中的积分精度，提高高旋体微惯导空中对准精度。

根据本公开的一方面，提出了一种基于函数迭代的高旋体微惯导空中对准方法，所述方法包括：

根据链式法则，将所述高旋体微惯导的姿态矩阵拆分为时变姿态矩阵和定常姿态矩阵；

构建所述定常姿态矩阵模型，将所述定常姿态矩阵模型转换为Wahba问题进行求解，得到所述定常姿态矩阵模型的模型系数；

根据旋转矢量法对所述时变姿态矩阵进行求解，得到所述高旋体微惯导的三轴角速率和旋转矢量；

采用Legendre多项式对所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量进行函数拟合，迭代计算所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量的值，实现所述高旋体微惯导空中对准。

在一种可能的实现方式中，所述采用Legendre多项式对所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量进行函数拟合，包括：

将所述高旋体微惯导的时变信号映射到所述Legendre多项式区间内，利用所述时变信号对所述模型系数、三轴角速率和旋转矢量进行函数拟合。

在一种可能的实现方式中，所述旋转矢量的精度依赖于所述三轴角速率的积分精度。

在一种可能的实现方式中，所述Legendre多项式区间为[-1,1]。