[发明专利]一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法在审

专利信息
申请号: 202111300102.1 申请日: 2021-11-04
公开(公告)号: CN114234974A 公开(公告)日: 2022-03-25
发明(设计)人: 潘爽;孙东平;黄波;杨明;马琪 申请(专利权)人: 中国人民解放军海军潜艇学院
主分类号: G01C21/20 分类号: G01C21/20
代理公司: 重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙) 50237 代理人: 王翔
地址: 266099 *** 国省代码: 山东;37
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 基于 发射 坐标系 水下 航行 导航 方法
【说明书】:

发明公开一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法,步骤包括:1)对系泊状态下的水下航行体进行初始对准,得到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。本发明可以在水下航行体系泊状态下朝天轴周期性旋转以及发射后3个姿态角角度变化都可能超过90°的情况下,解决航行体在发射坐标系下的导航解算问题。

技术领域

本发明涉惯性导航领域,具体是一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法。

背景技术

在某些特定的水下航行体运动轨迹测试应用中,水下航行体初始位置无法确定,需要测试出航行体相对于发射起始点的运动轨迹和相对位置信息。实际测试中,航行体在发射起始点处于系泊状态, X、Y、Z三个姿态轴(X、Y、Z三个姿态轴符合右手定则)定义如图1所示。在初始对准过程中,航行体处于系泊状态,X轴会发生周期性的旋转。在发射后的航行过程中,X轴会由朝天方向逐渐变成朝水平方向(角度变化超过90°),Y轴或者Z轴中的某一个轴向会逐渐变成朝天或者朝地的方向(角度变化超过90°)。上述情况会导致在初始对准时无法获取准确的X轴方向初始角度信息,同时水下航行体在发射后的运动轨迹会使得姿态角发生大范围变化,而在惯性导航领域,姿态角的定义一般遵循如下的定义域:航向角俯仰角θ=[-90°,90°],横滚角γ=(-180°,180°]。综上所述,要想获得航行体相对于发射起始点的运动轨迹和相对位置信息,必须解决该情况下的初始对准问题才能得到3个姿态角初始值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于发射坐标系的水下航行体导航方法,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,得到航行体姿态角初始值。

姿态角包括航向角、横滚角和俯仰角。

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。

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。

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。

解算水下航行体在航行过程中的姿态角的步骤包括:

3.1)建立坐标系,包括水下航行体本体坐标系oXbYbZb和导航系 oXnYnZn

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

水下航行体本体坐标系oXbYbZb的Yb轴在航行体纵向对称面内,与Xb轴垂直,正方向指向上。

水下航行体本体坐标系oXbYbZb的Zb轴与Xb轴、Yb轴成右手坐标系。

导航系oXnYnZn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。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国人民解放军海军潜艇学院,未经中国人民解放军海军潜艇学院许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202111300102.1/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top