[发明专利]一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法

权利要求书

1.一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对系泊状态下的水下航行体进行初始对准，得到所述航行体姿态角初始值。

2)初始对准后，置横滚角初始值为0°。

3)发射水下航行体，并解算水下航行体在航行过程中的姿态角。

2.根据权利要求1所述的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：姿态角包括航向角、横滚角和俯仰角。

3.根据权利要求2所述的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：在系泊状态下，航行体初始对准中的一个水平姿态角为航向角初始值，另一个水平姿态角作为俯仰角初始值，天向轴方向姿态角作为横滚角初始值。

4.根据权利要求1所述的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：获取航行体姿态角初始值的方法包括捷联惯导自主对准方法。

5.根据权利要求1所述的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：解算水下航行体在航行过程中的姿态角的步骤包括：

1)建立坐标系，包括水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b和导航系oX_nY_nZ_n；

2)基于水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b和导航系oX_nY_nZ_n的转换关系，建立水下航行体在航行过程中的姿态矩阵即：

式中，ψ为航向角，θ为俯仰角，γ为横滚角；与互为转置关系；

3)解算姿态矩阵得到水下航行体在航行过程中的姿态角。

6.根据权利要求5所述水下的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b的原点定义在航行体质心，且与发射系原点重合；

水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b的X_b轴与航行体纵轴重合，且X_b轴正方向指向头部；

水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b的Y_b轴在航行体纵向对称面内，与X_b轴垂直，正方向指向上；

水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b的Z_b轴与X_b轴、Y_b轴成右手坐标系；

导航系oX_nY_nZ_n为发射坐标系，取水下航行体所在地域的水平坐标系，以发射点为原点。

7.根据权利要求5所述水下的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：水下航行体在初始对准时，X轴朝天，导航系oX_nY_nZ_n的Y_n轴、Z_n轴在当地水平面内；Y_n轴正方向指向水下航行体本体坐标系Y_b轴在当地水平的投影，X_n轴在当地铅垂线上，正方向指向上；X_n轴和Y_n轴、Z_n轴成右手坐标系。

8.根据权利要求5所述水下的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：水下航行体绕X轴转动为横滚，绕Y轴转动为航向，绕Z轴转动为俯仰。

9.根据权利要求5所述的一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法，其特征在于：水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b和导航系oX_nY_nZ_n的转换关系为：导航系oX_nY_nZ_n绕Y轴转动角度ψ，变换为坐标系oX₁Y₁Z₁；导航系oX₁Y₁Z₁绕Z轴转动角度θ，变换为坐标系oX₂Y₂Z₂；坐标系oX₂Y₂Z₂绕X轴转动角度γ，变换为水下航行体本体坐标系oX_bY_bZ_b。