[发明专利]一种旋转调制惯性导航系统中隔离载体角运动的方法

摘要

本发明公开了一种旋转调制惯性导航系统中隔离载体角运动的方法，其包括：根据旋转平台的旋转方案计算出第k个控制时刻旋转平台相对导航坐标系的旋转角速度；控制旋转平台旋转，使得IMU坐标系p同载体坐标系b重合；旋转调制惯性导航系统进入导航状态，获得第一个控制周期内旋转平台内环轴、外环轴的控制角速度；预测第k+1个控制周期内载体相对导航坐标系的运动角速度，以及旋转平台相对载体坐标系的旋转控制角速度；求得旋转平台内环轴、外环轴的控制角速度；控制内环轴、外环轴的控制角速度，消除载体角运动的影响，实现载体角运动的隔离。本发明保证了旋转调制的效果，提高了导航系统的精度。

主权项

1.一种旋转调制惯性导航系统中隔离载体角运动的方法，所述旋转调制惯性导航系统由旋转平台与惯性导航系统组成，其中惯性导航系统位于旋转平台之上，旋转平台位于载体之上，且旋转平台为双轴，分别为内环轴和外环轴；初始时刻内环轴与载体坐标系的z轴平行，外环轴与载体坐标系的x轴平行；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，根据旋转平台的旋转方案计算出第k个控制时刻旋转平台相对导航坐标系n的旋转角速度其中，k＝1,2,3，…，所述导航坐标系n为地理坐标系；步骤2，控制旋转平台旋转，使得IMU坐标系p同载体坐标系b重合；其中，所述IMU坐标系为惯性测量元件坐标系；步骤3，旋转调制惯性导航系统进入导航状态，第一个控制周期内，旋转平台的旋转控制角速度与旋转方案的旋转角速度相同，即内环轴、外环轴的控制角速度为其中，旋转平台的控制周期与导航解算周期相同；步骤4，根据预测下一控制周期内载体相对导航坐标系n的运动角速度其中，为第k个控制时刻导航坐标系n到IMU坐标系p的姿态转换矩阵，由导航计算机根据陀螺仪和加速度计的输出计算获得；为第k个控制时刻旋转平台相对载体坐标系b的旋转控制角速度；为第k个控制时刻陀螺仪的输出；ωie是地球自转角速度，R是地球半径，L(k)为载体的纬度、VN(k)为载体的北向速度、VE(k)为载体的东向速度，均由导航计算机根据陀螺仪和加速度计的输出计算获得；步骤5，根据计算下一时刻旋转平台相对载体坐标系的旋转控制角速度是一个维度为3的向量，则旋转控制角速度表示为：同时，根据下一控制周期中旋转平台内环轴旋转的角度α_z(k+1)、下一控制周期中旋转平台外环轴的控制角速度ω_x(k+1)和下一控制周期中旋转平台内环轴的控制角速度ω_z(k+1)表示即从而由式(1)、(2)可求得旋转平台内环轴、外环轴的控制角速度ωz(k+1)、ωx(k+1)分别为步骤6，根据步骤5的式(3)控制内环轴、外环轴的控制角速度，消除载体角运动的影响，实现载体角运动的隔离。