[发明专利]基于旋转机构的光纤捷联惯性导航系统初始姿态确定方法

摘要

本发明提供的是一种基于旋转机构的光纤捷联惯性导航系统初始姿态确定方法。根据SINS的输出与地球自转角速度和重力加速度的关系初步确定SINS的初始姿态，利用卡尔曼滤波方法估计出失准角确定当地北向；建立光纤陀螺误差模型，估计出导航系下北向陀螺漂移；惯性测量单元(IMU)顺时针转动90度后估计出导航系下南向陀螺漂移；得到IMU水平陀螺漂移后进行补偿；对误差补偿后的系统采用惯性测量单元绕载体方位轴旋转状态下的初始对准方案，确定出系统的初始捷联矩阵，计算出载体初始时刻的姿态。本发明具有自主、精度高的特点，适合用于各种中高精度的捷联惯性导航系统。

主权项

1、一种基于旋转机构的光纤捷联惯性导航系统初始姿态确定方法，其特征是：(1)对捷联惯导系统进行预热准备；(2)通过全球定位系统GPS确定载体的初始位置参数，将它们装订至导航计算机中；(3)采集光纤陀螺仪和石英加速度计输出的数据并对数据进行处理，采用解析法完成系统的粗对准，初步确定载体的姿态；(4)粗对准结束后进入精对准阶段，采用卡尔曼滤波技术估计出载体的方位失准角，确定当地北向；(5)建立光纤陀螺误差模型，对误差模型进行分析，找出待求误差系数；(6)保持惯性测量单元在第一位置上不动，采用卡尔曼滤波技术估计出导航坐标系上北向光纤陀螺陀螺漂移ε1；(7)惯性测量单元顺时针转动90度后，固定在第二位置，采用卡尔曼滤波技术估计出导航坐标系上南向光纤陀螺陀螺漂移ε2；(8)利用步骤(6)、(7)获得的陀螺漂移ε1、ε2得到惯性测量单元坐标系上光纤陀螺漂移εx、εy，$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x={\mathrm{\ϵ}}_2\\ {\mathrm{\ϵ}}_y={\mathrm{\ϵ}}_1\end{array}\right.;$(9)将步骤(8)获得的光纤陀螺漂移带入到陀螺误差模型补偿中，对陀螺误差进行修正，剔除各项误差得到精确的输出值；(10)对误差补偿后的系统采用卡尔曼滤波方法进行初始对准，确定出系统的初始捷联矩阵，计算出载体初始时刻的姿态。