[发明专利]基于光纤惯性测量系统的舰船升沉运动测量方法

摘要

本发明提供的是一种基于光纤惯性测量系统的舰船升沉运动测量方法。实时采集光纤陀螺捷联惯性系统的输出数据；得到载体坐标系b与地理坐标系t的关系矩阵；得到载体坐标系与半固定坐标系之间的关系矩阵；得到半固定坐标系下垂直轴方向的平动加速度；得到该坐标系下第N个采样点的速度量；对速度量进行滤波处理；得到半固定坐标系下垂直轴方向平动位移值。本发明利用现有的惯性测量系统，通过一定的量测方法，提供舰船升沉运动信息，从而提高舰船的可操纵性、完善导航信息内容。

主权项

1.一种基于光纤惯性测量系统的舰船升沉运动测量方法，其特征是包括如下实施步骤：步骤1、实时采集光纤陀螺捷联惯性系统充分预热后的光纤陀螺和各轴加速度计的输出数据；步骤2、利用导航计算机中的已有方法，经过初始对准后，得到较为精确的舰船实时姿态信息即横摇角α、纵摇角β、俯仰角γ，进一步得到载体坐标系b与地理坐标系t的关系矩阵Cbt=cosβcosγ-sinβsinαsinγ-cosαsinγsinβcosγ+cosβsinαsinγcosβsinγ+sinβsinαcosγcosαcosγsinβsinγ-cosβsinαcosγ-sinβcosαsinαcosβcosα;]]>步骤3、根据舰船行使操控时设定的航向，得到舰船的主航向角得到半固定坐标系D与地理坐标系t的关系矩阵C_t^D，进而得到载体坐标系与半固定坐标系之间的关系矩阵步骤4、结合步骤3中的关系矩阵，将由传感器测的载体坐标系下三个轴向的加速度通过坐标转化，得到半固定坐标系下垂直轴方向的平动加速度a_i^D；步骤5、将半固定坐标系下的垂直轴方向平动加速度进行一次积分，采样时间间隔为h，得到该坐标系下第N个采样点的速度量：vD(N)=Σi=1NaiD*h(i=1,2,3,...,N);]]>步骤6、选用高通滤波器H(jωc)=(jωc1+jωc)3]]>根据海浪情况的不同设置截止频率ω_c，对速度量v^D进行滤波处理，得到速度量v＝v^D*H(jω_c)进而得到每个时刻的半固定坐标系下的垂直轴方向平动即升沉的速度v_i；步骤7、将半固定坐标系垂直轴方向平动速度值进行积分，得到半固定坐标系下垂直轴方向平动位移值：si(N)=Σi=0Nvi*h(i=1,2,3,...,N)]]>即舰船操作者需要的舰船的升沉位移值。