[发明专利]基于泰勒级数拟合的单轴旋转惯导系统姿态解调方法

摘要

本发明涉及一种基于泰勒级数拟合的单轴旋转惯导系统姿态解调方法，利用转位机构实现最优双位置对准，获得精确的载体姿态和航向信息，同时估计和补偿陀螺漂移；标定过程中控制转位机构正反转一圈，计算并存储测量转角、等效转位角速率、等效转位角加速率以及失准角信息；采用高阶泰勒级数多项式拟合方法对失准角误差进行建模；标定结束后，采用拟合系数对失准角误差进行补偿，完成姿态解调。本发明方法不需要引入额外的设备，通过数学拟合方法补偿失准角误差，姿态解调精度高，工程实用性强。

主权项

一种基于泰勒级数拟合的单轴旋转惯导系统姿态解调方法，其特征在于步骤如下：步骤1：惯导系统获得初始位置后，利用转位机构进行最优双位置对准，其中第一位置转角位置为180°，第二位置转角位置为0°；采用经典卡尔曼滤波方法获得载体精确的初始姿态和航向信息并对陀螺漂移进行估计和补偿；步骤2：双位置对准结束后，保持惯导系统静止，控制转位机构以6°/s绕方位轴正反转各一圈，转动过程中采用传统四元数解算方法进行姿态更新，计算并存储：测量转角α、等效转动角速率等效转动角加速率和失准角误差φb；步骤3：分别对正反转过程采用高阶泰勒级数拟合失准角φb与α、之间的函数关系，获得多项式拟合系数并保存；所述函数关系为：φi=Σk=0mpi,kαk+Σj=0nci,jα··j,i=x+,x-,y+,y-,z+,z-]]>式中φi表示正反转情况下的x,y,z轴失准角分量，m和n分别表示α和的拟合阶数，pi,k和ci,j为相应的拟合系数；步骤4：将拟合系数pi,k和ci,j存储至导航计算机，在导航阶段根据拟合系数、转位角度α和转位角加速率按函数关系式：φi=Σk=0mpi,kαk+Σj=0nci,jα··j]]>计算补偿失准角，实时完成姿态解调计算。