[发明专利]车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法

摘要

本发明公开了一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法，采集捷联惯组陀螺输出的角速率以及捷联惯组加速度计输出的比力f^b；根据所述比力f^b和罗经回路网络计算参数计算得到姿态保持数学平台调整指令角速率根据角速率以及调整指令角速率计算姿态变化角速率利用姿态变化角速率更新计算姿态四元数向量Q，根据更新计算后的姿态四元数向量Q更新计算平台系姿态矩阵利用更新计算后的平台系姿态矩阵计算俯仰、滚动、方位姿态角γ、ψ。本发明方法在车载晃动环境下，能够持续保持精确而稳定的姿态角输出，具有更高的姿态保持抗干扰性。

主权项

1.一种车载环境下捷联惯组长时间待机过程中的姿态保持方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、初始化姿态保持计算参数，初始化罗经回路网络计算参数；姿态保持计算参数包括数学平台姿态矩阵姿态四元数向量Q、载体的纬度L和经度λ；罗经回路网络计算参数包括网络状态变量d_N、d_E、d_a、d_b和d_c，网络参数k_a，k_b，k_EN和k_U；所述步骤1中，将捷联惯组的精对准结果姿态矩阵作为数学平台姿态矩阵的初值；具体包括如下步骤：步骤1a、将捷联惯组的精对准结果姿态矩阵作为数学平台姿态矩阵的初值；步骤1b、利用数学平台姿态矩阵初始化系统姿态四元数向量Q＝[q₀ q₁ q₂ q₃]^T；计算方法如下：上述计算方法中，表示输入的姿态矩阵的第x行第y列的数值‘步骤1c、根据点位信息设定载体的纬度L和经度λ初值；步骤1d、初始化罗经回路的网络状态变量dN、dE、da、db、dc为零；步骤1f、根据阻尼比和无阻尼频率计算罗经回路的网络参数，具体计算方法如下：ka＝kb＝2ξωn＝0.0212其中，g表示重力加速度，ωe为地球自转角速率，阻尼比ξ＝0.707，无阻尼频率ωn＝0.015；步骤2、采集捷联惯组陀螺输出的角速率以及捷联惯组加速度计输出的比力f^b；步骤3、根据所述比力f^b和罗经回路网络计算参数计算得到姿态保持数学平台调整指令角速率所述步骤3具体包括如下步骤：步骤3a、将比力f^b投影至导航坐标系得到比力在导航坐标系的投影值fⁿ，步骤3b、根据fⁿ计算为数学平台调整指令角速率在导航坐标系上的投影值所述步骤3b按顺序执行如下计算公式：令其中，为fⁿ在导航坐标系x和y轴上的投影；δd_N、δd_E、δd_a、δd_b、δd_c为积分中间变量；ΔT为导航计算周期，ω_e为地球自转角速率；步骤3c、将投影到载体坐标系得到数学平台调整指令角速率步骤4、根据步骤2中的角速率以及步骤3中的姿态保持数学平台调整指令角速率计算姿态变化角速率步骤5、利用步骤4中的姿态变化角速率更新计算姿态四元数向量Q，根据更新计算后的姿态四元数向量Q更新计算数学平台姿态矩阵步骤6、利用步骤5中更新计算后的数学平台姿态矩阵计算俯仰、滚动、方位姿态角γ、ψ；步骤7、判断是否收到热待发停止指令，若没有收到热待发停止指令，返回步骤2；如果收到热待发停止指令，将步骤5所计算出的数学平台姿态矩阵和步骤6所计算的姿态角作为对准结果使用。