捷联航姿系统航行状态下的组合对准算法研究.pdf

《捷联航姿系统航行状态下的组合对准算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、VoI．35No．2舰船电子工程总第248期60ShipElectronicEngineering2015年第2期捷联航姿系统航行状态下的组合对准算法研究李莹杨新。李波。(1．92941部队95分队葫芦岛125001)(2．北京西三环中路19号北京100841)(3．天津市公安边防总队天津300457)摘要由于捷联航姿设备无纬度解算值，导致跨纬度航行时航向误差过大，引入计程仪速度与航姿设备输出姿态、航向一起对纬度值进行计算，航行状态引入计程仪信息后建立数学模型进行初始对准，经航行实验验证，72小时内航向角误差得到了极大的

2、缩小，验证了该数学模型的可行性，可提高设备的精度，具有实际使用意义。关键词捷联航姿；姿态矩阵；数学模型；计程仪速度；卡尔曼滤波器中图分类号U666．1DOI：10．3969／j．issn1672—9730．2015．02．016IntegratedAlgnmentAlgorithmoftheStrapdownAttitudeSysteminSailingLIYingYANGXinLIBo。(1．Unit95，No．92941TroopsofPLA，Huludao125001)(2．No．19CentralXisanhua

3、nRoad，Beijng100841)(3．BorderControlBureauofTianjinPublicSecurity。Tianjin300457)AbstractThestrapdownattitudesystemhasnolatitudetobecalculated，causingheading’Serrorstoolargewhenthewarshipiscross—latitudessailing．Log’Svelocitywithattitudeandcourseofthestrapdownattit

4、udesystemisimportedtocal—culatelatitude，thenmathematicsmodelisestablishedtoprocesstheinitialalignment．Throughsailingtest，courseerror’Sswingreducedmuchin72h，thepossibilityofthemathematics’modelisverifiedthatitcanraisetheaccuracyofthesystemandhasactualusagemeaning．

5、KeyWordsstrapdownattitude，attitudematrix，mathematicsmodel，log’Svelocity，KalmanfilterClassNumberIJ666．】系统的工作精度，初始对准的时间是惯导系统的重1引言要战术技术指标。由于航姿设备无纬度解算值，需惯性导航系统是根据测得的运载体的加速度，要引入外部位置信息或速度信息，同时，在几乎所经过积分运算求得速度与位置的，为此，必须知道有舰艇上均有计程仪设备，本文基于此引入计程仪初始速度和初始位置。此外，以地理坐标系为导航速度与航姿设

6、备输出姿态、航向一起对跨纬度值进坐标系的惯导系统(包括平台式和捷联式)，物理平行计算，经实际使用证明可大幅提高航姿设备的精台和数学平台都是测量加速度的基准，而且平台必度。须准确地对准和跟踪地理坐标系，以避免由平台误2精对准方程的建立差引起加速度测量误差。在惯导系统加电启动后，平台的三轴指向是任意的，可不在水平面内，又没对于捷联系统，由于捷联矩阵起到了平台的作有确定的方位，因此在系统进入导航工作状态前，用，因此导航工作一开始就需要获得捷联矩阵的初必须将平台的指向对准，此过程便称为惯导系统的始值，显然捷联系统的初始对准就是确

7、定捷联矩阵初始对准_1~3]。初始对准的精度直接关系到惯导的初始值。捷联式的姿态矩阵实际上是运载体坐*收稿日期：2014年8月3日，修回日期：2014年9月11日作者简介：李莹，女，工程师，研究方向：惯性导航系统试验与数据处理。2015年第2期舰船电子工程标系和地理坐标系之间的方向余弦矩阵。由于粗，a为器件白噪声误差。对准确定的姿态矩阵还有较大误差，因此实际建立将陀螺仪和加速度计随机常值误差e。，V扩充的导航坐标系与理想导航坐标系仍存在偏差为状态变量。此时，十阶的系统状态方程可以写成角，即失准角]。精对准就是估计出失准角

8、，对如下形式：粗对准确定的姿态矩阵做一次性修正。()一A()X(￡)4-B()V()(3)在组合滤波精对准中采用Kalman滤波器进式中的状态向量和系统噪声分别为行状态估计，需要建立航姿设备的对准阶段误差模x()一[V≠声VkV￡keek]型[～。W(￡)一Eaa叫0000O]采用地理坐标系作为导航坐标系时简化的误(