本发明涉及导航，尤其涉及一种惯性导航系统方位阻尼参数控制方法。
背景技术：
1、惯性导航系统是一个临界稳定系统，本质上含有三种频率的自然振荡特性：一种是84.4分钟的舒勒周期振荡；另一种是24小时的地球周期振荡；还有一种是随纬度变化的傅科周期振荡，它与舒勒周期振荡相调制。这些振荡误差的存在，对连续工作时间长、导航精度要求高的舰船等为载体的惯性导航系统是不利的。
2、为抑制这些振荡误差，需要通过引入外速度对惯性导航系统阻尼。在两水平回路中引入速度阻尼，可抑制舒勒周期振荡和傅科周期振荡，称为水平阻尼，适用于重调周期不小于8小时的系统；在方位回路中引入速度阻尼，可抑制24小时的地球周期振荡，称为方位阻尼，适用于重调周期不小于72小时的系统。
3、引入阻尼网络，将惯性导航系统由一个临界稳定系统变为一个渐进稳定系统，由一个无阻尼系统变为一个阻尼系统。阻尼的引入可以有效抑制惯性导航系统内部扰动，主要由惯性元件零偏引起的系统误差振荡，但同时也引入了一个外部扰动即外部速度误差，阻尼比系数越大，对内部扰动的抑制效果越好，但外部扰动的影响也越大，因此选择合理的阻尼比系数是阻尼网络设计的关键。目前已根据内外扰动的大小实现了水平阻尼网络的变参数控制，但由于方位阻尼网络参数和阻尼比关系复杂，一旦需调整阻尼比系数，则要经过逐次尝试，并在计算机上大量仿真才能确定相应的阻尼参数，工作量大，难以实现实时变参数控制。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种惯性导航系统方位阻尼参数控制方法，根据外速度干扰变化的大小，实时调整方位阻尼参数，不需要增加硬件设备，也不需要改变原系统结构，只需要更改阻尼控制算法，对惯性导航系统方位阻尼参数控制，即可实现抑制地球周期振荡误差，提高惯性导航系统的导航参数输出精度。
2、本发明是通过以下技术方案予以实现：
3、一种惯性导航系统方位阻尼参数控制方法，其包括如下步骤：
4、s1：建立包含方位阻尼微分参数和方位阻尼积分参数的惯性导航系统方位阻尼网络模型；
5、s2：将惯性导航系统方位阻尼网络模型引入到水平阻尼惯性导航系统中，得到方位阻尼惯性导航系统方位角误差的频域表达式；
6、s3：根据方位阻尼惯性导航系统方位角误差的频域表达式及白噪声的功率谱传递表达式得到系统方位角误差的功率谱；
7、s4：根据极值原理推导出在地球自转频率处阻尼参数与内部激励及外部干扰的关系式；
8、s5：确定惯性导航系统内部激励的功率谱，根据在地球自转频率处阻尼参数与内部激励及外部干扰的关系式得到惯性导航系统方位阻尼参数与外部干扰的关系式；
9、s6：根据惯性导航系统载体的速度及惯性导航系统的速度计算不同时刻惯性导航系统的外部扰动，并根据不同时刻惯性导航系统的外部扰动计算不同时刻惯性导航系统的外部扰动功率谱；
10、s7：将计算的不同时刻惯性导航系统的外部扰动功率谱代入到惯性导航系统方位阻尼参数与外部干扰的关系式中得到不同时刻的方位阻尼微分参数和方位阻尼积分参数，并将不同时刻的方位阻尼微分参数和方位阻尼积分参数代入到惯性导航系统方位阻尼网络模型中，得到不同时刻方位阻尼网络传递函数，并根据不同时刻方位阻尼网络传递函数对惯性导航系统方位阻尼参数进行控制；
11、进一步，步骤s1中建立的惯性导航系统方位阻尼网络模型为式（1）：
12、（1）；
13、其中：为方位阻尼网络传递函数；为阻尼微分参数，为阻尼积分参数，为拉普拉斯算子。
14、进一步，步骤s2中得到的方位阻尼惯性导航系统方位角误差的频域表达式为式（2）：
15、（2）；
16、其中：为水平阻尼惯导传递函数，为方位角误差频域，为方位阻尼网络传递函数，为内部激励的频域，为外部干扰的频域。
17、进一步，步骤s3中白噪声的功率谱传递表达式为式（3），得到的系统方位角误差的功率谱为式（4）：
18、（3）；
19、（4）；
20、其中：为输入白噪声功率谱，为输出信号功率谱，为输入输出信号传递函数频域，为频率变量，为虚数单位，为方位角误差功率谱，为内部激励的功率谱，为外部干扰的功率谱，为水平阻尼惯导传递函数频域，为方位阻尼网络频域。
21、进一步，步骤s4中极值原理的公式为式（5），在地球自转频率处阻尼参数与内部激励及外部干扰的关系式为式（6）：
22、（5）；
23、（6）；
24、其中：为地球自转频率，为方位角误差功率谱在处的值；为内部激励的功率谱在处的值；为外部干扰的功率谱在处的值，为方位角功率谱分别对和求偏导，为阻尼微分参数，为阻尼积分参数，表示地球自转频率处阻尼微分参数与内部激励及外部干扰的函数，表示地球自转频率处阻尼积分参数与内部激励及外部干扰的函数。
25、进一步，步骤s5中确定惯性导航系统内部激励的功率谱及惯性导航系统方位阻尼参数与外部干扰的关系式包括如下步骤：
26、s51：对惯性导航系统陀螺进行测试，录取陀螺仪输出，确定陀螺内部激励的自相关函数为式（7）：
27、（7）；
28、其中：为变量，为常数；为陀螺内部激励的自相关函数，为陀螺内部激励方差，为陀螺内部激励反相关时间常数；
29、s52：将陀螺内部激励的自相关函数进行傅里叶变换得到陀螺内部激励的功率谱式（8）：
30、（8）；
31、其中：为拉普拉斯算子；
32、s53：将陀螺内部激励的功率谱式（8）代入到在地球自转频率处阻尼参数与内部激励及外部干扰的关系式（6）中得到方位阻尼参数与外部干扰的关系式（9）：
33、（9）；
34、其中：表示地球自转频率处阻尼微分参数与外部干扰的函数，表示地球自转频率处阻尼积分参数与外部干扰的函数。
35、进一步，步骤s6中计算不同时刻惯性导航系统的外部扰动关系式为式（10），计算不同时刻惯性导航系统的外部扰动功率谱关系式为式（11）：
36、（10）；
37、（11）；
38、其中：为导航工作的时刻，为时刻计程仪速度，为时刻惯性导航系统速度，为时刻的外部扰动，为外部扰动反相关时间常数，外部干扰方差。
39、优选的，步骤 s51中录取陀螺仪输出的时长为小时，录取频率为1000赫兹。
40、发明的有益效果：
41、本发明提供的一种惯性导航系统方位阻尼参数控制方法，首先建立包含方位阻尼微分参数和方位阻尼积分参数的惯性导航系统方位阻尼网络模型，并将模型引入到水平阻尼惯性导航系统中，经过一系列推导计算得到包含方位阻尼微分参数和方位阻尼积分参数的不同时刻方位阻尼网络传递函数，用不同时刻方位阻尼网络传递函数指导惯性导航系统的参数解算，可以根据外速度干扰变化的大小，实时调整方位阻尼参数，不需要增加硬件设备，也不需要改变原系统结构，通过对惯性导航系统方位阻尼参数的控制，即可实现抑制地球周期振荡误差，提高惯性导航系统的导航参数输出精度。