[发明专利]带倾斜补偿的导航仪和相关方法

权利要求书

1.一种导航仪(4)，包括：

-第一传感器(6)，配置成在关联至所述导航仪的参照系中测量第一地面力场的第一矢量的三个分量，所述第一矢量称为第一测量矢量，所述参照系称为机载参照系，并且生成代表所述三个分量(g′_x,mes,g′_y,mes,g′_z,mes；B′_x,mes,B′_y,mes,B′_z,mes)的第一输出信号；

-导航仪的取向角计算单元(8)，所述计算单元连接到所述第一传感器(6)以接收所述第一输出信号，并配置为能计算所述机载参照系的相对于地面参照系的第一取向角和第二取向角(θ)，并因此能计算导航仪的第一取向角和第二取向角，第一取向角和第二取向角由第一测量矢量必须经历的两次连续旋转定义，所述两次旋转是针对第一取向角的围绕第一旋转参照坐标轴的旋转和针对第二取向角的围绕第二旋转参照坐标轴的旋转，以使该第一测量矢量与计算矢量匹配，所述计算矢量在机载参照系中具有三个计算分量，所述三个计算分量与第一参照矢量在地面参照系中的三个参照分量一致，所述第一参照矢量是在地面参照系中预定义或预确定的；

其特征在于，取向角计算单元(8)配置为能以两次连续旋转的给定顺序以及以颠倒顺序确定第一取向角和第二取向角；计算单元(8)配置为能够在所述给定顺序和所述颠倒顺序之间进行选择，以基于量化所述计算单元在确定第一取向角和第二取向角期间的不稳定风险的误差风险指标与预定阈值之间的比较，计算第一取向角和第二取向角，所述误差风险指标是由导航仪根据至少一个第一输出信号确定的。

2.根据权利要求1所述的导航仪，其特征在于，所述误差风险指标是在垂直于第一旋转参照坐标轴的平面中测量的第一矢量的投影的范数；所述取向角计算单元(8)被配置为当所述误差风险指标大于所述预定阈值时，通过在所述两次连续旋转中首先使第一测量矢量围绕第一旋转参照坐标轴旋转，首先确定第一取向角。

3.根据权利要求2所述的导航仪，其特征在于，预定阈值的值在第一测量矢量的范数的0.15至0.45之间，优选地在该范数的0.20至0.30之间。

4.根据权利要求1所述的导航仪，其特征在于，所述误差风险指标为在计算第二取向角之前计算第一取向角时，第二取向角的绝对值；取向角计算单元(8)配置为当所述误差风险指标大于所述预定阈值时，通过首先计算第二取向角来再次确定第一取向角和第二取向角，第二取向角的计算是通过首先在所述两次连续旋转中使第一测量矢量围绕第二旋转参照坐标轴旋转，然后计算单元(8)保留再次确定的第一取向角和第二取向角的值以用于第一取向角和第二取向角。

5.根据权利要求4所述的导航仪，其特征在于，预定阈值的值在65°和80°之间，优选地在70°和75°之间。

6.根据前述权利要求之一所述的导航仪，其特征在于，地面参照系的预定义坐标轴与第一参照矢量匹配，优选地，该第一参照矢量与地面参照系的竖向坐标轴匹配。

7.根据权利要求6所述的导航仪，其特征在于，所述第一测量矢量是地面引力场的矢量。

8.根据权利要求7所述的导航仪，其特征在于，所述第一测量矢量通过构成所述第一传感器的加速度计(6)确定。

9.根据前述权利要求之一所述的导航仪，其特征在于，第一旋转参照坐标轴对应于机载参照系的坐标轴第二旋转参照坐标轴对应于机载参照系的坐标轴第一旋转参照坐标轴和第二旋转参照坐标轴是彼此垂直的。