[发明专利]一种舰船基准惯性导航系统标校方法

摘要

本发明属于惯性导航技术领域，涉及到一种舰船基准惯性导航系统标校方法。一种舰船基准惯性导航系统标校方法，首先将基准惯导安装在基准惯导舱室内；辅助惯导安装在有艏艉线刻度标记的甲板上；架设经纬仪，通过控制经纬仪的位置使其对辅助惯导上的方位基准镜、艏艉刻线进行标校；然后将辅助惯导、基准惯导和数据录取装置连接；再在辅助惯导与舰船艏艉线及基准平面间标校，进行数据采集和安装误差辨识，最终进行标校补偿，计算得到标校后的航姿值。本发明技术方案能够顺利的将基准惯导的导航系统输出到舰船参考坐标系上，而且无需舰船专门坐墩，无需价格较高的能够寻北的陀螺经纬仪设备，而只需简单的经纬仪装置，可以节约标校成本。

主权项

一种舰船基准惯性导航系统标校方法，其特征在于：一、配置如下设备：(a)一套与基准惯导同等精度的辅助惯导系统该辅助惯导具有方位基准镜、基准平面，安装在甲板上；通过经纬仪测量出辅助惯导方位基准镜法线和艏艉线的夹角；(b)数据录取装置数据录取装置负责同时录取基准惯导和辅助惯导的导航数据信息；(c)经纬仪及水平仪经纬仪及水平仪负责对辅助惯导与舰船艏艉线及基准平面间进行标校；二、具体实施步骤：(1)设备安装基准惯导安装在基准惯导舱室内；辅助惯导安装在有艏艉线刻度标记的甲板上；架设经纬仪，通过控制经纬仪的位置使其对辅助惯导上的方位基准镜、艏艉刻线进行标校；辅助惯导、基准惯导和数据录取装置连接；(2)辅助惯导与舰船艏艉线及基准平面间标校利用经纬仪标校出辅助惯导方位基准镜与舰船艏艉线间的夹角，利用水平仪标校出辅助惯导基准平面和舰船基准水平面间的水平夹角，构成辅助惯导到舰船艏艉线及基准平面间的姿态变换矩阵a表示辅助惯导的基准方位镜与基准水平面构成的辅助惯导体坐标系，m表示舰上艏艉线和基准水平面构成的体坐标系；(3)数据采集舰船在运动状态下，将基准惯导、辅助惯导和数据录取装置开机，数据录取装置录取基准惯导和辅助惯导的原始信息；(4)安装误差辨识利用数据录取装置录取的基准惯导和辅助惯导的角速度信息进行“角速度匹配”闭环Kalman滤波，估计出辅助惯导与基准惯导之间的安装误差角；具体算法如下；选取系统状态量为X＝[φax,φay,φaz,εx,εy,εz,Δt]T，其中(φax,φay,φaz)为辅助惯导与基准惯导之间的安装误差角，(εx,εy,εz)为辅助惯导与基准惯导之间的陀螺漂移之差，Δt为时间延迟；系统误差状态方程为：X·(t)=F(t)X(t)+W(t)]]>其中，系统矩阵F(t)为零矩阵，W(t)为系统噪声矢量；观测方程为：Zω=ωisxs-ωimxmωisys-ωimymωiszs-ωimzm=HωX+vω]]>其中，Zω为体系角速度误差观测量，vω为角速度观测噪声矢量，Hω为角速度匹配观测系数阵：Hω=0-ωimzmωimym100ωisxsωimzm0-ωimxm010ωisys-ωimymωimxm0001ωiszs]]>式中，表示基准惯导在x、y、z方向上的角速率，表示辅助惯导在x、y、z方向上的角速率；利用Kalman滤波估计出辅助惯导与基准惯导之间的安装误差角(φax,φay,φaz)，计算出基准惯导到辅助惯导间的安装误差转换矩阵b表示基准惯导体坐标系；(5)标校补偿在完成和的标校后，将基准惯导输出的航姿信息转换到所要求的舰上艏艉线和基准水平面构成的舰体m坐标系上：Cnm(t)=CamCbaCnb(t)]]>从提取航姿角，得到标校后的航姿值。