惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法
【专利摘要】惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，(1)设置火箭橇轨道坐标系；(2)惯性测量系统进行自对准或者进行传递对准，得到火箭橇橇体的轨道坐标系下的三个姿态角初值；(3)计算地球转速以及重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联陀螺的输出，更新火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系下的三个姿态角；(4)利用步骤(3)中更新后的姿态角计算火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵；(5)利用步骤(4)中的姿态变换矩阵、步骤(3)中的重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联加表的输出，得到火箭橇橇体在火箭橇轨道的加速度，进而得到火箭橇橇体在火箭橇轨道的速度以及位置。
【专利说明】惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种惯性测量系统基于火箭橇发射点轨道坐标系的导航计算方法，可用于惯性测量系统精度评定和惯性导航系统落点精度评估中。
【背景技术】
[0002]火箭橇试验具有产生大过载、高速度、强振动和冲击等综合条件的能力，可以最逼真地模拟导弹真实飞行环境。通过试验能够考核惯性测量系统在综合环境条件下的各项性能指标和精度，验证惯性测量系统误差模型在高动态条件下的正确性，特别是在大过载情况下，高次项放大作用，能够确定惯性测量系统高次误差项对导航性能的影响，是实现惯性测量系统动态性能验证的最佳途径。
[0003]捷联式惯导系统的最大特点是依靠算法建立起导航坐标系，即平台坐标系以数学平台形式存在，这样就省略了复杂的物理实体平台，一般情况下的导航坐标系是在地理坐标系下进行导航解算，
[0004]在惯性测量系统火箭橇试验中，目前主要采用基于地理坐标系的导航计算方法，速度信息取东向速度北向速度Vn和天向速度vu，位置信息取纬度-、经度λ和高度h，
导航计算公式为
[0005]
【权利要求】
1.惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，其特征在于步骤如下: (1)设置火箭橇轨道坐标系(OX1Y1Z1),该坐标系的原点为火箭橇轨道起始点，OX1轴指向火箭橇橇体运动前进方向，OZ1轴朝上垂直于轨道，OY1轴在水平面内垂直于轨道，且三者满足右手坐标系； (2)惯性测量系统进行自对准或者进行传递对准，得到火箭橇橇体的轨道坐标系下的三个姿态角初值； (3)计算地球转速以及重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联陀螺的输出，更新火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系下的三个姿态角； (4)利用步骤(3)中更新后的姿态角计算火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵； (5)利用步骤(4)中的姿态变换矩阵、步骤(3)中的重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联加表的输出，得到火箭橇橇体在火箭橇轨道的加速度，进而得到火箭橇橇体在火箭橇轨道的速度以及位置。
2.根据权利要求1所述的惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，其特征在于:所述步骤(2)中的火箭橇橇体的轨道坐标系下三个方向的姿态角初值计算公式如下:
3.根据权利要求1所述的惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，其特征在于:所述步骤(3)中三个姿态角利用下述公式积分得到，
4.根据权利要求1所述的惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，其特征在于:所述步骤(5)中重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量如下:
5.根据权利要求1所述的惯性测量系统基于火箭橇轨道坐标系的定位方法，其特征在于:所述步骤(5)中火箭橇橇体在火箭橇轨道的加速度计算公式如下:
【文档编号】G01C25/00GK103954301SQ201410199158
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】魏宗康, 刘璠, 赵龙 申请人:北京航天控制仪器研究所