本发明专利技术提出一种基于角速率输出的捷联系统速度解算方法，该方法根据速度的划桨补偿算法原理，通过拟合载体角速度和比力函数，推导了基于角速率、比力以及测量带宽的划桨补偿算法，并在经典划桨运动条件下，通过使划桨补偿量中的直流量与真实值差值最小来确定划桨补偿算法的优化系数，从而得到划桨补偿的优化算法，实现了速度的高精度解算。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种捷联系统速度解算方法，尤其是针对基于角速率输出的捷联系统速度解算方法。
技术介绍
捷联系统是将陀螺仪和加速度计安装于载体的一种惯性导航系统，它通过计算 “数学平台”来模拟平台式惯导系统中的实际平台，因而造价大大降低，但是捷联系统对导航解算的要求却大大提高。过去，研究者们以陀螺仪输出为角度信号作为前提，提出了传统的基于增量输出信号的速度解算方法。近年来，随着光纤通讯技术和光纤传感技术的发展， 光纤陀螺仪成为惯性导航的重要技术，对于由光纤陀螺(如干涉型)构成的捷联系统，陀螺仪输出为角速率信号，传统的基于增量输出信号的捷联系统速度解算方法应用于光纤陀螺捷联系统时，需要通过角速率提取角增量，进而利用传统方法实现速度解算，这样既增加了系统软件设计难度，同时在解算精度上也有较大损失。
技术实现思路
为了克服传统速度解算方法在光纤陀螺捷联系统应用中的不足，本专利技术提出，直接利用陀螺仪输出的角速率信号进行计算， 提高解算精度，减小计算复杂度。，具体为载体在tm时刻的速度 Vm = vm_, + Γ dt +AVsfm,其中，Vnrl为载体在t^时刻的速度，Cnrl为载体在I1时刻的姿态矩阵，g(t)、(t)、ωεηα)分别为t时刻的重力加速度、地球自转角速度、导航系相对地球系的转动角速度；AVsfm = AVm +Uem X AVm+AVsculm ；AVm = Γ f(t)dt, f(t)为加速度计在t时刻的输出比力；；tUi-IΑθη = Γ o(t)dt，ω (t)为陀螺在t时刻的输出角速率；；tUi-I划桨效应补偿项的η子样求解过程如下(al)过η个采样点将速度解算周期T = t^t^均分成间隔为ΔΓ = 的η个子时段，以；,, (, ( 标函数对这η个采样点处陀螺f(t) = A1+2A2(t-tm_1) + - + nAn(t-tm_1)仪的角速率输出和加速度计的比力输出作多项式线性拟合；(a2)利用步骤(al)拟和确定的常矢量 …an，、…An计算权利要求1.，具体为载体在tm时刻的速度2.根据权利要求1所述的基于角速率输出的捷联系统速度解算方法，其特征在于， 的η子样求解过程还包括步骤(a4)利用步骤(M)的划桨效应补偿项计算公式计算划桨运动条件下划桨效应补偿项的精确值(a5)确定步骤(M)的划桨效应补偿项计算公式中的直流量全文摘要本专利技术提出，该方法根据速度的划桨补偿算法原理，通过拟合载体角速度和比力函数，推导了基于角速率、比力以及测量带宽的划桨补偿算法，并在经典划桨运动条件下，通过使划桨补偿量中的直流量与真实值差值最小来确定划桨补偿算法的优化系数，从而得到划桨补偿的优化算法，实现了速度的高精度解算。文档编号G01C21/18GK102288177SQ20111019906公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日专利技术者张静远, 李恒, 罗轩, 谌剑 申请人:中国人民解放军海军工程大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于角速率输出的捷联系统速度解算方法，具体为：载体在ｔｍ时刻的速度（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＆Ｉｎｔｅｇｒａｌ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｅｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ｔｉｍｅｓ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｓ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，Ｖｍ－１为载体在ｔｍ－１时刻的速度，Ｃｍ－１为载体在ｔｍ－１时刻的姿态矩阵，ｇ（ｔ）、ωｉｅ（ｔ）、ωｅｎ（ｔ）分别为ｔ时刻的重力加速度、地球自转角速度、导航系相对地球系的转动角速度；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｓ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｔｉｍｅｓ；（／ｍｏ）ａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）ｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ｔｉｍｅｓ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇ＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ｔｉｍｅｓ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍ?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＆Ｉｎｔｅｇｒａｌ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）ｓｕｂ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）（ａ３）构建划桨效应补偿项计算公式（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；Ｖ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张静远，李恒，谌剑，罗轩，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：83
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