一种改进的捷联惯性导航系统快速阻尼方法技术方案

本发明专利技术提供的是一种改进的捷联惯性导航系统快速阻尼方法。在捷联惯性导航系统进入阻尼工作状态后，进行正常的捷联惯性导航解算，并将陀螺仪和加速度计的输出进行存储。利用存储的陀螺仪和加速度计的输出序列进行循环解算，在每次逆向解算结束时，利用进入阻尼工作状态时位置的值对下次正向解算的位置初值进行修正。当循环次数达到预定值之后，结束捷联惯性导航系统结束循环解算，继续利用陀螺仪和加速度计的实时输出进行实时解算。由于在阻尼中引入了循环算法，并且每次正向解算的位置初值都进行一次修正。本发明专利技术的方法既可以缩短阻尼系统的调节时间，又可以避免位置误差在循环算法中累计，提高了定位精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供的是。在捷联惯性导航系统进入阻尼工作状态后，进行正常的捷联惯性导航解算，并将陀螺仪和加速度计的输出进行存储。利用存储的陀螺仪和加速度计的输出序列进行循环解算，在每次逆向解算结束时，利用进入阻尼工作状态时位置的值对下次正向解算的位置初值进行修正。当循环次数达到预定值之后，结束捷联惯性导航系统结束循环解算，继续利用陀螺仪和加速度计的实时输出进行实时解算。由于在阻尼中引入了循环算法，并且每次正向解算的位置初值都进行一次修正。本专利技术的方法既可以缩短阻尼系统的调节时间，又可以避免位置误差在循环算法中累计，提高了定位精度。【专利说明】
本专利技术涉及的是一种捷联惯性导航技术，具体涉及。
技术介绍
在捷联惯性导航系统中，为了消除系统中存在的舒勒振荡周期、傅科振荡周期和地球振荡周期三种固有振荡周期，通常的做法是在系统中假如阻尼网络。然而，在系统中假如阻尼网络之后，系统将出现超调等现象，并且系统需要一个较长的调节时间，通常为一个半振荡周期。将逆向阻尼算法引入到阻尼捷联惯性导航系统中之后，与正向阻尼算法形成循环算法，并且设置一定的循环次数，在结束循环算法时，阻尼捷联惯性导航系统已经达到稳定状态，因此可以有效地缩短阻尼调节时间。然而在执行循环算法的过程中，东向和北向速度并不是完全对称，并且具有相同的符号，且位置计算是对速度的一次积分运算，因此在这个过程中位置误差不断地累计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既可以缩短阻尼调节时间，又可以避免位置误差在循环算法解算过程中的累计，从而提高系统的定位精度的改进的捷联惯性导航系统快速阻尼方法。本专利技术的目的是这样实现的:步骤一:启动舰船上的捷联惯性导航设备，对导航设备进行冷启动；步骤二:判断捷联惯性导航系统是否进入阻尼状态:如果进入阻尼工作状态，则执行下面步骤三至步骤七的阻尼循环解算算法；否则执行步骤九；步骤三:在捷联惯性导航系统刚进入阻尼工作状态后，记姿态矩阵、速度和位置的初始值为(O)、vn(0)、L (O)、λ (O)0利用陀螺仪和加速度计输出进行正常的捷联惯性导航解算，即姿态矩阵，速度和位置差分方程分别如下:【权利要求】1.，其特征是: 步骤一:启动舰船上的捷联惯性导航设备，对导航设备进行冷启动； 步骤二:判断捷联惯性导航系统是否进入阻尼状态:如果进入阻尼工作状态，则执行下面步骤三至步骤七的阻尼循环解算算法；否则执行步骤九； 步骤三:在捷联惯性导航系统刚进入阻尼工作状态后，记姿态矩阵、速度和位置的初始值为q'(O)、Vn(O)、L(O)、λ (O);利用陀螺仪和加速度计输出进行正常的捷联惯性导航解算，姿态矩阵，速度和位置差分方程分别如下: 【文档编号】G01C21/20GK103900568SQ201410083250【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月8日 优先权日:2014年3月8日 【专利技术者】奔粤阳, 杨晓龙, 夏健钟, 阮双双, 李敬春, 刘适, 赵维珩, 杨祥龙, 李明宇, 尹冬寒 申请人:哈尔滨工程大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的捷联惯性导航系统快速阻尼方法，其特征是：步骤一：启动舰船上的捷联惯性导航设备，对导航设备进行冷启动；步骤二：判断捷联惯性导航系统是否进入阻尼状态：如果进入阻尼工作状态，则执行下面步骤三至步骤七的阻尼循环解算算法；否则执行步骤九；步骤三：在捷联惯性导航系统刚进入阻尼工作状态后，记姿态矩阵、速度和位置的初始值为vn(0)、L(0)、λ(0)；利用陀螺仪和加速度计输出进行正常的捷联惯性导航解算，姿态矩阵，速度和位置差分方程分别如下：Cbn(k)=Cbn(k-1)(I+ΔT·Ωnbb(k-1))]]>vn(k)=vn(k-1)+ΔT·[Cbn(k-1)fibb(k-1)-(2ωien(k-1)+ωenn(k-1))×vn(k-1)+gn]]]>L(k)=L(k-1)+ΔT·vNnHy(k-1)RM]]>λ(k)=λ(k-1)+ΔT·vEnHx(k-1)sec(L(k-1))RN]]>其中，Ωnbb(k-1)=(ωnbb(k-1)×),k=1...n;ωnbb(k-1)=ωibb(k-1)-(Cbn(k-1))T(ωien(k-1)+ωenn(k-1))]]>为(k‑1)×ΔT时刻载体坐标系相对于地理坐标系的旋转角速率在载体坐标系上的投影；ωien(k-1)=[0,Ωcos(L(k-1)),Ωsin(L(k-1))]T]]>为(k‑1)×ΔT时刻地球自转角速率在地理坐标系上的投影；ωenn(k-1)=[-vNnHy(k-1)RM,vEnHx(k-1)RN,vEnHx(k-1)tan(L(k-1))RN]T]]>为(k‑1)×ΔT时刻地理坐标系相对于地球坐标系的旋转角速率在地理坐标系上的投影；L(k‑1)和L(k)分别为(k‑1)×ΔT和k×ΔT时刻舰船所在纬度；λ(k‑1)和λ(k)分别为L(k)为(k‑1)×ΔT和k×ΔT时刻舰船所在经度；为(k‑1)×ΔT时刻加速度计输出；vn(k‑1)和vn(k)分别为(k‑1)×ΔT和k×ΔT时刻捷联惯性导航系统解算出的舰船在地理坐标系上的速度；gn为重力加速度；Hx为东向水平阻尼网络；Hy为北向水平阻尼网络；ΔT为离散时间步长；和是表示在得到k×ΔT时刻的速度后，使其经过阻尼网络之后得到该时刻的阻尼速度，并且解算过程中将陀螺仪和加速度计的输出存储起来，存储序列为1…n；步骤四：当步骤三的执行时间到达预定的时间tm时，将当前时刻的姿态矩阵和位置（L(tm)，λ(tm)）作为逆向解算姿态矩阵和位置的初值“←”为逆向解算的标号），即C←bn(t0)=Cbn(tm),L←(t0)=L(tm),λ←(t0)=λ(tm);]]>而当前时刻的速度（vn(tm)）则大小保持不变，方向取反之后作为逆向解算的初值即：步骤五：在对逆向解算赋初始值之后，利用如下的姿态矩阵，速度和位置的逆向解算差分方程进行逆向解算：C←bn(p)=C←bn(p-1)(I+ΔT·Ω←nbb(p-1))]]>v←n(p)=v←n(p-1)+ΔT·[C←bn(p-1)f←ibb(p-1)-(2ω←ien(p-1)+ω←enn(p-1))×v←n(p-1)+gn]]]>L←(p)=(L←(p-1))+ΔT·v←NnHy(p-1)RM]]>λ←(p)=(λ←(p-1)+ΔT·v←EnHx(p-1)sec(L←(p-1))RN)]]>在利用上式进行逆向解算时，对计算机存储的陀螺仪和加速度计输出序列进行逆向读取；步骤六：在上一步逆向解算结束时，再次将解算得到的姿态和位置作为正向解算的初值，即Cbn(t0)=C←bn(tm),L(t0)=L←(tm),...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：奔粤阳，杨晓龙，夏健钟，阮双双，李敬春，刘适，赵维珩，杨祥龙，李明宇，尹冬寒，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23