[发明专利]一种多位置寻北方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本申请实施例提供一种多位置寻北方法、装置、电子设备及存储介质，涉及惯性导航技术领域。该方法包括根据预设的寻北陀螺采样率、每位置陀螺采样点数、单圈寻北位置数利用MEMS陀螺阵列进行单次寻北，以获取基准航向角；基于所述基准航向角，并根据预设的寻北圈数和寻北次数控制所述MEMS陀螺阵列进行转动，以实现连续寻北并获取寻北结果；对所述寻北结果进行卡尔曼滤波收敛，以更新四元素姿态矩阵；利用更新后的所述四元素姿态矩阵进行方位推算，采用体积小、重量轻、低成本、快速定向的MEMS陀螺阵列进行寻北，以解决现有定向仪的体积大、重量大、成本高，不方便携带及限制个人消费应用的问题。

技术领域

本申请涉及惯性导航技术领域，具体而言，涉及一种多位置寻北方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

陀螺定向仪用来寻找真北方向值，是利用陀螺原理感应地球自转角速率在当地水平面投影方向（即真北方位）的一种惯性测量系统，除受高纬度限制之外，寻北过程无需外部参考，不受天气、昼夜时间、地磁场和场地通视条件的影响。

目前使用的陀螺定向仪大部分使用动力调谐陀螺、激光陀螺或光纤陀螺，可实现较高的定向精度，但导致定向仪的体积大、重量大、成本高，不方便携带及限制个人消费应用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种多位置寻北方法、装置、电子设备及存储介质，采用体积小、重量轻、低成本、快速定向的MEMS陀螺阵列进行寻北，以解决现有定向仪的体积大、重量大、成本高，不方便携带及限制个人消费应用的问题。

本申请实施例提供了一种多位置寻北方法，所述方法包括：

根据预设的寻北陀螺采样率、每位置陀螺采样点数、单圈寻北位置数利用MEMS陀螺阵列进行单次寻北，以获取基准航向角；

基于所述基准航向角，并根据预设的寻北圈数和寻北次数控制所述MEMS陀螺阵列进行转动，以实现连续寻北并获取寻北结果；

对所述寻北结果进行卡尔曼滤波收敛，以更新四元素姿态矩阵；

利用更新后的所述四元素姿态矩阵进行方位推算。

在上述实现过程中，采用MEMS陀螺仪阵列获得了比光纤陀螺及激光陀螺更低成本，更小体积且能准确测量地球自转角速度的效果。MEMS陀螺仪精度在不断提高，逐渐取代中低端光纤陀螺的应用场合，因此采用高精度的MEMS陀螺制造的定向仪具有更低成本，更小体积且能准确测量地球自转角速度的效果，能扩大定向仪的适用行业和应用。

进一步地，所述根据预设的寻北陀螺采样率、每位置陀螺采样点数、单圈寻北位置数利用MEMS陀螺阵列进行单次寻北，以获取基准航向角，包括：

获取所述MEMS陀螺阵列分别转动至相差180°的第一位置和第二位置的第一角速度和第二角速度；

基于所述第一角速度和第二角速度，获取基准航向角；

所述航向角表示为：

在上述实现过程中，给出了单次寻北中，旋转180度，通过两位置寻北计算陀螺敏感轴与北向的夹角。

进一步地，所述基于所述基准航向角，并根据预设的寻北圈数和寻北次数控制所述MEMS陀螺阵列进行转动，以实现连续寻北并获取寻北结果，包括：

获取所述MEMS陀螺阵列分别旋转至0°、90°、180°和270°位置所得到的多次寻北数据；

将所述多次寻北数据与所述基准航向角进行比较，以获得对应的寻北结果。

在上述实现过程中，通过对4个位置进行多次寻北并与基准航向角进行比较，以获得更加准确的寻北结果。

进一步地，所述对所述寻北结果进行卡尔曼滤波收敛，以更新四元素姿态矩阵，包括：