坐标系的X'轴沿真实的弹体坐标系的Y轴的负方向；虚拟的弹体 坐标系的Y'轴沿真实的弹体坐标系的X轴的正方向；虚拟的弹体坐标系的X'轴、Y'轴和Z'轴 两两垂直且构成右手坐标系。
[0065] 上述步骤S3中，真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系 的转换公式为：
[0066] δψ x=，y;公式（1)
[0067] 其中，δν\为虚拟的弹体坐标系的X轴方向的加速度;δνγ*真实的弹体坐标系的Y 轴方向的加速度。
[0068] 上述步骤S3中，真实的弹体坐标系的Ζ轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系 的转换公式为：
[0069] m 公式(2)
[0070] 其中，δν、*虚拟的弹体坐标系的Z轴方向的加速度;δνζ为真实的弹体坐标系的Z 轴方向的加速度。
[0071 ]上述步骤S4中，虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度的计算公式为：
[0072] EVx2 = EVxi+5V/x；公式(3)
[0073] 其中，EVx2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度;EVxl为虚拟的弹体 坐标系的累计前的X轴方向的加速度。
[0074] 上述步骤S4中，虚拟的弹体坐标系的累计后的Z轴方向的加速度的计算公式为：
[0075] EVz2 = EVzi+5V/z；公式（4)
[0076] 其中，EVz2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度;EVzl为虚拟的弹体 坐标系的累计前的X轴方向的加速度。
[0077] 上述步骤S5中，俯仰角的正弦值的计算公式为： EV ,
[0078] sin(/>\9)--、丄·，公式(5) <τ
[0079]其中，5?η(δθ)为俯仰角的正弦值;g为当地重力加速度。
[0080]上述步骤S5中，俯仰角的余弦值的计算公式为：
[0081 ] cos(i>\9) - ^jl -sin(d't9)sin(Jt.9)| ι 公式（6)
[0082] 其中，c〇S00)为俯仰角的余弦值。
[0083] 上述步骤S5中，滚转角的正弦值的计算公式为： -FV
[0084] sin(^f) =;公式（7)
[0085]其中，??η(δγ)为滚转角的正弦值。
[0086] 上述步骤S5中，滚转角的余弦值的计算公式为：
[0087] i；os(<->y) = ^/|l -sin(<>V)sin(^}-)| ;公式（8)
[0088] 其中，c〇S0Y)为滚转角的余弦值。
[0089] 上述步骤S6中，虚拟的弹体坐标系的四元数的计算公式为： q6 = - 1 + cos(i)\9) + cos((>\9) cos((>V) -i- cosi δγ )| 2 q[ =-[sin(.分）+.co.s(凝)..sin(i?f):] 4?/〇
[0090] 〗 ；公式（9) .名:=」-[sin：(凝).+ sin.(綱.Gos.(命)]
[0091]其中，q%、q、、qS、qS为虚拟的弹体坐标系的四元数。
[0092] 上述步骤S7中，真实的弹体坐标系的四元数的计算公式为： 贺 JT =i/；,cos(-)-i/：sin(y) 斗 qx = i/[ cos( j) + u\ sin(·^)
[0093] ? 公式（10) g2=q'2 cosi^-i/isin^) 灸=i/;COS(皆) + i/0sitt(營）
[0094]其中，9〇、91、92、93为真实的弹体坐标系的四元数。
[0095]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，包括如下步骤： 构建真实的弹体坐标系； 利用真实的弹体坐标系构建虚拟的弹体坐标系； 分别将测量得到的真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度和Z轴方向的加速度转换到 虚拟的弹体坐标系，分别得到虚拟的弹体坐标系的X轴方向的加速度和Z轴方向的加速度； 在预先设定的累计时间内，分别累计计算虚拟的弹体坐标系的X轴方向的加速度和Z轴 方向的加速度，分别获得虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度和Z轴方向的加速 度； 由虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度计算得到俯仰角的正弦值和余弦 值；由虚拟的弹体坐标系的累计后的Z轴方向的加速度计算得到滚转角的正弦值和余弦值； 由俯仰角的正弦值、俯仰角的余弦值、滚转角的正弦值和滚转角的余弦值计算得到虚 拟的弹体坐标系的四元数； 由虚拟的弹体坐标系的四元数计算得到真实的弹体坐标系的四元数。2. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 真实的弹体坐标系的原点0为弹体的质屯、，其X轴沿水平方向从弹体的质屯、指向弹头的方 向，其Y轴沿竖直方向向上，真实的弹体坐标系的X轴、Y轴和Z轴两两垂直且构成右手坐标 系。3. 根据权利要求2所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 虚拟的弹体坐标系的原点〇/与所述真实的弹体坐标系的原点0重合，虚拟的弹体坐标系的 公轴沿真实的弹体坐标系的Y轴的负方向；虚拟的弹体坐标系的γ/轴沿真实的弹体坐标系 的X轴的正方向；虚拟的弹体坐标系的公轴、γ/轴和Ζ/轴两两垂直且构成右手坐标系。4. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 真实的弹体坐标系的Υ轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系的转换公式为： 5V^x=-5Vy； 其中，sr X为虚拟的弹体坐标系的X轴方向的加速度;SVy为真实的弹体坐标系的Y轴方 向的加速度； 所述真实的弹体坐标系的Z轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系的转换公式为： 别'王二别王 其中，δν^ζ为虚拟的弹体坐标系的Z轴方向的加速度;SVz为真实的弹体坐标系的Z轴方 向的加速度。5. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度的计算公式为： EVx2 = EVxi+5V^x； 其中，EVx2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度;EVxi为虚拟的弹体坐标系 的累计前的X轴方向的加速度； 所述虚拟的弹体坐标系的累计后的Z轴方向的加速度的计算公式为： EVz2 = EVz1+SV'z; 其中，EVz2为虚拟的弹体坐标系的累计后的X轴方向的加速度;EVzi为虚拟的弹体坐标系 的累计前的X轴方向的加速度。6. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 俯仰角的正弦值的计算公式为：其中，sin(S0)为俯仰角的正弦值;g为当地重力加速度； 所述俯仰角的余弦值的计算公式为：其中，cos(S0)为俯仰角的余弦值。7. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 滚转角的正弦值的计算公式为：其中，sin(S 丫）为滚转角的正弦值； 所述滚转角的余弦值的计算公式为：其中，cos(S 丫）为滚转角的余弦值。8. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 虚拟的弹体坐标系的四元数的计算公式为：其中，q/ 0、q/1、q/ 2、q/ 3为虚拟的弹体坐标系的四元数。9. 根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所述 真实的弹体坐标系的四元数的计算公式为：其中，qo、qi、Q2、Q3为真实的弹体坐标系的四元数。10.根据权利要求1所述的垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，其特征在于，所 述俯仰角和所述滚转角的数值均小于10°。
【专利摘要】本发明公开一种垂直状态惯性导航的初始基准的建立方法，包括如下步骤：构建真实的弹体坐标系；构建虚拟的弹体坐标系；分别将测量得到的真实的弹体坐标系的Y轴方向的加速度和Z轴方向的加速度转换到虚拟的弹体坐标系；在预先设定的累计时间内，分别累计计算虚拟的弹体坐标系的X轴方向的加速度和Z轴方向的加速度；计算得到俯仰角的正弦值和余弦值；计算得到滚转角的正弦值和余弦值；由俯仰角的正弦值和余弦值以及滚转角的正弦值和余弦值计算得到虚拟的弹体坐标系的四元数；由虚拟的弹体坐标系的四元数计算得到真实的弹体坐标系的四元数。所述建立方法能够避免出现奇异值，并且精度不会下降。
【IPC分类】G01C21/16, G01C21/20
【公开号】CN105547293
【申请号】CN201610009287
【发明人】杨兴光, 杨凡
【申请人】北京电子工程总体研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月7日