一种基于PC-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法与流程

技术特征：

1.一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、用户下载完全规格化位系数的文本文档并与惯导系统位置信息输入至pc-104；

步骤2、pc-104将惯导系统位置信息中的大地经纬度转换为地心经纬度；

步骤3、pc-104使用地心经纬度进行legendre函数及其导数的计算；

步骤4、pc-104将计算得到的legendre函数及其导数与完全规格化位系数文本文档中完全规格化位系数导入全球重力模型egm2008进行垂线偏差计算，得到垂线偏差东西向和南北向分量；

步骤5、pc-104将计算得到垂线偏差东西向和南北向分量输入至惯导系统，惯导系统根据垂线偏差东西向和南北向分量对扰动重力进行补偿。

2.根据权利要求1所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述步骤2中的具体方法为：

latearthcore＝arctan(latgeo)/((1-f)^2)

其中，latgeo为大地经纬度，latearthcore为地心经纬度，f为地球扁率。

3.根据权利要求1所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述步骤3中pc-104使用转换的地心经纬度进行legendre函数及其导数的计算所使用的方法为基于跨阶次递推法的legendre函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述跨阶次递推算法模型为：

其中，m和n计算阶次，2≤m≤n≤2160，为legendre函数值。

5.根据权利要求4所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述跨阶次递推算法模型中递推初值为：αn,n-1≡0，αn,n≡0，因此

6.根据权利要求1所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述步骤4中全球重力模型egm2008进行垂线偏差计算的方法为：

其中，ξmodel为垂线偏差南北向分量，ηmodel为垂线偏差东西向分量，λ为计算点的地心纬度；和为完全规格化位系数；nmax是计算模型的最大阶数。

7.根据权利要求1所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述步骤5中惯导系统根据垂线偏差东西向和南北向分量对扰动重力进行补偿的方法为：重力扰动可等效成相同方向的加速度计零位，通过egm2008地球椭球模型计算出来的垂线偏差南北分量ξ和垂线偏差东西分量η使用速度误差方程和姿态误差方程计算。

8.根据权利要求7所述的一种基于pc-104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，其特征在于：所述速度误差方程为：

所述姿态误差方程为：

g＝g+δg

其中，δgn＝g×ξmodel，δge＝g×ηmodel，δgd为垂向重力异常，在补偿中可以忽略不计，为姿态误差变化量；δα、δβ、δγ为姿态角误差，α、β、γ为姿态角；δvn为北向速度误差、δve为东向速度误差、δvd为垂向速度误差；vn为北向速度、ve为东向速度、vd为垂向速度；为北向速度误差变化量，为东向速度误差变化量，为垂向速度误差变化量；δl为纬度误差、δl为精度误差、δh为高度误差；l为维度、l为精度、h为高度；为纬度误差变化量，为经度误差变化量，为高度误差变化量；g为重力加速度，δg为重力扰动，r为地球半径，ω为地球自转角速度。

技术总结
本发明涉及一种基于PC‑104的高精度惯导系统扰动重力补偿方法，通过使用惯导系统将位置信息输入至PC‑104，PC‑104将输入位置信息中的大地经纬度转换为地心经纬度后，使用地心经纬度进行Legendre函数及其导数的计算，把Legendre函数计算结果和完全规格化位系数导入全球重力模型EGM2008计算垂线偏差东西向和南北向分量，通过垂线偏差东西向和南北向分量计算惯导系统重力补偿。本方法能够精确计算垂线偏差东西向和南北向分量，并通过计算得到的垂线偏差东西向和南北向分量对惯导系统进行重力补偿，满足了惯导系统的垂线偏差低频补偿需求，提高了高精度惯导系统的精确性，为高精度惯导系统的发展奠定了基础。

技术研发人员：李鹏飞;孟兆海;陈佳
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
技术研发日：2020.06.18
技术公布日：2020.10.27