专利名称：一种大航向快速粗对准方法
技术领域：
本发明涉及的是捷联惯导的一种粗对准方法，尤其是捷联惯导系统的一种适用于大航向的快速粗对准方法。
背景技术：
初始对准的主要任务就是给定捷联惯导的初始姿态阵。捷联惯导初始对准一般可分为粗对准和精对准两个阶段。粗对准的主要任务是快速将姿态的粗略值给估计出来，即将姿态误差控制在比较小的范围内，为下一步采 用线性模型进行精对准创造条件。根据粗对准的主要任务的要求则是在这一阶段中对精度的要求不是很严格，但速度的快速性是其所要求的。因此提供一种快速确定捷联惯导粗略初始姿态阵的粗对准方法是必要的。但是在已有技术中，如在《中国惯性技术学报》第11卷第3期，丛丽、李汉杰、李绪友的《两种捷联惯导系统自对准方法的比较研究》中所使用的粗对准方法是水平姿态角的调平对准和方位误差估算的两个步骤，并根据每个阶段的特点设计了不同的系统参数进行对准，从其仿真的结果看，在两种自对准的粗对准阶段所用的时间都是在200s 300s，这个时间对粗对准来说是比较长的。夏家和、秦永元、龙瑞在《火力与指挥控制》上发表的《大方位失准角下基于多捷联解算的快速对准方法》中采用的是基于多捷联解算和多卡尔曼滤波算法的多模型并行计算对准方法。该方法对可能的方位角范围进行区间划分，以区间的中心值为方位角初始值，多捷联解算同时进行，且各捷联解算均对应有一个基于线性小角度误差模型的卡尔曼滤波算法；到对准最终完成时刻按照一定准则选取最优解算结果。从仿真的结果看，其基于多捷联解算方法对缩短粗对准的时间是有效的，达到IOOs左右，但是上述对准方法为了满足小角度线性误差模型的要求将可能的航向角范围进行区间划分，如以航向角为60 °为例，将其分成6个区间，并以区间的中心值为航向角初始值同时进行6组的捷联解算和卡尔曼滤波计算，大幅度增加了计算量，从而就要求计算机的计算性能要闻。以上对捷联惯导的粗对准进行了叙述和探究，但是没有同时达到粗对准的快速性和计算量小的要求，因此研究一种计算量小而又快速的粗对准方法具有创新性和实际工程价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于捷联惯导系统，能够更精确、更快速完成大航向的粗对准方法。本发明的目的是这样实现的本发明的步骤如下(I)测量东向加速度计在初始时刻，即0时刻的东向初始姿态角5(0) -./*f0)/9.78049 其中#(0)是东向加速度计初始时刻的输出；
(2)测量北向加速度计的初始时刻，即0时刻的北向初始姿态角7(0) = /^(0)/9.78049 其中/丨(0)是北向加速度计初始时刻的输出；(3)构建载体坐标系到平台中间坐标系的转换矩阵(了‘:
权利要求
1.一种大航向快速粗对准方法，其特征是，包括如下步骤 (1)测量东向加速度计在初始时刻，即O时刻的东向初始姿态角 B(Q) =......_/；*(0)/9.78049, 其中W(O)是东向加速度计初始时刻的输出； (2)测量北向加速度计的初始时刻，即O时刻的北向初始姿态角f(0) = /^(0)/9.78049其中/〖(O)是北向加速度计初始时刻的输出； (3)构建载体坐标系到平台中间坐标系的转换矩阵ΓΤ· cos χ(0) siiif(O) sin 5(0) — sin f (O) cos 5(0) Q = Ocos 5(0)sin *9(0) ， ^sin χ(0) —cos/(Ο)sin 9(0) cos/(0)cosi9(0) ^ 其中b为载体坐标系，n'为平台中间坐标系； (4)在静基座条件下执行捷联惯导更新解算
全文摘要
本发明涉及的是捷联惯导的一种粗对准方法，尤其是捷联惯导系统的一种适用于大航向的快速粗对准方法。本发明的步骤如下测量0时刻的东向初始姿态角；测量0时刻的北向初始姿态角；构建载体坐标系到平台中间坐标系的转换矩阵在静基座条件下执行捷联惯导更新解算；获取导航坐标系中一系列时刻点的加速度fn(1)，…，fn(m)；确定60s结束时刻，静基座下粗对准的中间速度参量vn；计算粗略航向的三角函数值；构建平台中间坐标系n′到导航坐标系n的转换矩阵确定大航向的初始姿态矩阵本发明的方法只需进行一组捷联解算即可完成大航向的粗对准步骤，在不增加硬件成本的情况下大幅度缩短了粗对准的时间，并为下一步的精对准提供了较高的精度。
文档编号G01C21/20GK103017766SQ20121048716
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者奔粤阳, 刘新源, 李倩, 高伟, 于飞, 周广涛, 张亚, 孙骞, 鲍桂清, 杨娇龙 申请人:哈尔滨工程大学