一种惯性导航数据与卫星导航数据同步方法与流程

技术特征：

1.一种惯性导航数据与卫星导航数据同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取惯性导航数据，获取卫星导航数据；

(2)提取卫星导航秒脉冲时刻t，提取卫星导航秒脉冲时刻t前后两个时间点t₁、t₂的惯性导航数据，计算卫星导航秒脉冲时刻t与t₂之间的间隔时间t_GPS，t_GPS＝t₂-t；计算比例系数K_r：T为两个时间点t₁、t₂之间的时间间隔；

(3)利用计算比例系数K_r计算t时刻惯性导航位置参数和速度参数；

(4)计算t时刻的惯性导航姿态四元数。

2.如权利要求1所述的惯性导航数据与卫星导航数据同步方法，其特征在于，利用计算比例系数K_r计算t时刻惯性导航位置参数(x，y，z)和速度参数(V_x，V_y，V_z)的方法为：

位置参数

速度参数：

(X_t1，Y_t1，Z_t1)为t₁时刻惯性导航三方向位置坐标，(X_t2，Y_t2，Z_t2)为t₂时刻惯性导航三方向位置坐标，(V_{x_t1}，V_{y_t1}，V_{z_t1})为t₁时刻惯性导航三方向速度参数，(V_{x_t2}，V_{y_t2}，V_{z_t2})为t₂时刻惯性导航三方向速度参数。

3.如权利要求1或2所述的惯性导航数据与卫星导航数据同步方法，其特征在于，计算t时刻的惯性导航姿态四元数的具体方法为：

(4.1)计算从时刻t₁到t₂间的转动四元数

$\stackrel{\→}{p}={\left({\stackrel{\→}{q}}_{t\_1}\right)}^{-1}\⊗{\stackrel{\→}{q}}_{t\_2}=\left[\begin{array}{c}{p}_0\\ p_1\\ p_2\\ p_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{q}_{0\_t\_1}& q_{1\_t\_1}& q_{2\_t\_1}& q_{3\_t\_1}\\ -q_{1\_t\_1}& q_{0\_t\_1}& q_{3\_t\_1}& -q_{2\_t\_1}\\ -q_{2\_t\_1}& -q_{3\_t\_1}& q_{0\_t\_1}& q_{1\_t\_1}\\ -q_{3\_t\_1}& q_{2\_t\_1}& -q_{1\_t\_1}& q_{0\_t\_1}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{q}_{0\_t\_2}\\ q_{1\_t\_2}\\ q_{2\_t\_2}\\ q_{3\_t\_2}\end{array}\right];$

(4.2)计算从时刻t₁到t₂间飞行器转动的角度Δθ_{t_1_2}，Δθ_{t_1_2}＝2·cos^-1(p₀)，当Δθ_{t_1_2}<1×10^-10时，t时刻惯性导航姿态四元数(q₀q₁q₂q₃)为

如果Δθ_{t_1_2}>1×10^-10，计算角度Δθ_{t_1_2}的三个方向分量(Δθ_x,Δθ_y,Δθ_z)，计算比例系数K_θ：则

计算从时刻t₁到t间飞行器转动的角度Δθ_t的三个方向分量(Δθ_{x_t},Δθ_{y_t},Δθ_{z_t})为：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{x\_t}=K_r\&CenterDot;{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_x\\ {\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{y\_t}=K_r\&CenterDot;{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_y\\ {\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{z\_t}=K_r\&CenterDot;{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_z\end{array}\right.$

计算角度Δθ_t，

计算时刻t的惯性导航姿态四元数为：

$\left[\begin{array}{c}{q}_0\\ q_1\\ q_2\\ q_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{q}_{0\_t\_1}& -q_{1\_t\_1}& -q_{2\_t\_1}& -q_{3\_t\_1}\\ q_{1\_t\_1}& q_{0\_t\_1}& -q_{3\_t\_1}& q_{2\_t\_1}\\ q_{2\_t\_1}& q_{3\_t\_1}& q_{0\_t\_1}& -q_{1\_t\_1}\\ q_{3\_t\_1}& -q_{2\_t\_1}& q_{1\_t\_1}& q_{0\_t\_1}\end{array}\right]\&CenterDot;\left[\begin{array}{c}\cos \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}{2}\\ \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{x\_t}}{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}\&CenterDot;\sin \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}{2}\\ \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{y\_t}}{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}\&CenterDot;\sin \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}{2}\\ \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_{z\_t}}{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}\&CenterDot;\sin \frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_t}{2}\end{array}\right];$

其中(q_{0_t_1}，q_{1_t_1}，q_{2_t_1}，q_{3_t_1})为时刻t₁的惯性导航姿态四元数，(q_{0_t_2}，q_{1_t_2}，q_{2_t_2}，q_{3_t_2})为时刻t₂的惯性导航姿态四元数。

4.如权利要求1或2所述的惯性导航数据与卫星导航数据同步方法，其特征在于，步骤(2)替换为：提取卫星导航秒脉冲时刻t，提取卫星导航秒脉冲时刻t前后两个时间点t₁、t₂的惯性导航数据，计算卫星导航秒脉冲时刻t与t₁之间的间隔时间t_GPS，t_GPS＝t-t₁；计算比例系数K_r：