專利名稱：：基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種誤差抑制方法，特別是涉及一種基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差抑制方法。(二)
背景技術(shù)：
：捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)SINS是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，利用陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量載體相對(duì)慣性空間的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在給定初始條件下，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分運(yùn)算，連續(xù)、實(shí)時(shí)地提供位置、速度和姿態(tài)信息。由于SINS完全依靠自身的慣性元件，不依靠任何外界信息測(cè)量導(dǎo)航參數(shù)，因此，它具有隱蔽性好，不受氣候條件限制，不受干擾等優(yōu)點(diǎn)，是一種完全自主式、全天候的導(dǎo)航系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等領(lǐng)域。根據(jù)SINS的基本原理，SINS在導(dǎo)航過(guò)程中慣性器件常值偏差的存在是導(dǎo)致慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度難以提高的主要因素。如何有效限制慣性導(dǎo)航誤差發(fā)散、提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度是慣性導(dǎo)航領(lǐng)域一項(xiàng)非常重要的課題。為了提高捷聯(lián)系統(tǒng)自身的精度，一方面可以提高慣性元件的精度，但是由于受加工技術(shù)水平的限制，無(wú)限制的提高元件的精度是很難實(shí)現(xiàn)的；另一方面就是采取捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差抑制技術(shù)，自動(dòng)抵消慣性器件的誤差對(duì)系統(tǒng)精度的影響。這樣就可以應(yīng)用現(xiàn)有精度的慣性元件構(gòu)成較高精度的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差抑制，不是依賴于外部輔助對(duì)誤差狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，而是研究慣性導(dǎo)航誤差在特定運(yùn)動(dòng)條件下的傳播規(guī)律，并依據(jù)此規(guī)律限制誤差發(fā)散，提高導(dǎo)航精度的方法。轉(zhuǎn)動(dòng)抑制是最典型的誤差抑制方法通過(guò)繞一個(gè)軸或多個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣性測(cè)量單元(IMU)，對(duì)導(dǎo)航誤差進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到控制導(dǎo)航誤差發(fā)散、提高導(dǎo)航精度的目的。單軸旋轉(zhuǎn)僅能補(bǔ)償兩個(gè)敏感軸方向上慣性器件的常值偏差；雙軸旋轉(zhuǎn)雖然可以補(bǔ)償三個(gè)敏感軸方向上慣性器件的常值偏差，但是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致了系統(tǒng)的可靠性及導(dǎo)航解算效率的降低。因此，如何設(shè)計(jì)合理的單軸旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償方式提高光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種將慣性測(cè)量單元繞載體方位軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，既保證了三個(gè)敏感軸方向上慣性器件的常值偏差得以調(diào)制，又避免了雙軸旋轉(zhuǎn)所需的復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及導(dǎo)航解算算法的基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制方法，其特征在于將慣性測(cè)量單元繞不與自身重合的載體方位軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用慣性測(cè)量單元連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系，即可確定慣性器件常值偏差的抑制形式，其具體歩驟如下(1)利用全球定位系統(tǒng)GPS確定載體的初始位置參數(shù)，將它們裝訂至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中；(2)光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱后采集光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)。其中，三個(gè)陀螺的常值漂移相等、三個(gè)加速度計(jì)零位偏差相等。根據(jù)加速度計(jì)的輸出與重力加速度的關(guān)系以及陀螺儀輸出與地球自轉(zhuǎn)角速率的關(guān)系初步確定此時(shí)載體的姿態(tài)信息(縱搖角e、橫搖角7和航向角^)完成系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)，建立慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始捷聯(lián)矩陣7;":cosycos^//—sinysin汐sini//—cosi9sin(//sin^cos;^十cos;rsin6^siny/cos;KCOsy+sinysin^sinycos6*coswsinysiny—cos;rsin6^cos^_sin/cosPsin^cosycos6>(3)慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系0少6軸正向旋轉(zhuǎn)45度(如附圖2)，確定IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系之間的初始相對(duì)位置載體坐標(biāo)系與IMU坐標(biāo)系具有同一坐標(biāo)原點(diǎn)o，炒.、.軸與軸相重合，oxs軸、oz,軸、oA軸和f^軸位于同一平面內(nèi)，但02、軸與o^軸的夾角為45'，oz、軸與ox,軸的夾角為90°-45°=45°。(4)確定兩坐標(biāo)系相對(duì)初始位置關(guān)系后，慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系方位軸0^正向以角速度《=6°〃連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)(如附圖3):IMU轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，IMU坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為87=cos—sinW0sinWcos<yf0001cos45°0sin45°010-sin45°0cos45°cosWcos45°-sinia/"cossin45°sinWcos45°cos紐sinwfsin45。一sin45°0cos45°(5)將慣性測(cè)量單元旋轉(zhuǎn)后光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到載體坐標(biāo)系下，得到慣性器件常值偏差的調(diào)制形式光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出值分別為《和《《《)7《+[&^小W其中，《、.=-(;A)7:;=[oo"r，(^'表示矩陣，的轉(zhuǎn)秩，《r/L為載體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)輸出。&、^、^為陀螺儀的漂移誤差，▽,、v,為加速度計(jì)零位誤差。由于s系相對(duì)b系只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，所以《=0，故加速度計(jì)輸出可表示為,;、CL+[V,V/。光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出從imu坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的變換可以表示為《=tX+《，y^《慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系q^軸正向旋轉(zhuǎn)45度，此時(shí)可以得到szcos45°=&cos(90°-45°)、Vzcos45。=cos(90°-45°)，載體坐標(biāo)系o^軸方向上不受陀螺常值漂移和加速度計(jì)零位偏差的影響，此時(shí)載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度及載體相對(duì)慣性空間的線運(yùn)動(dòng)加速度在載體坐標(biāo)系的投影分別如下《=《:+cosw/"(X+ez)-sinft>《=《+V^/2sinw/t^+sz)+cosW=力:+^々c。sW(VX+)-Si諸f▽》W=/3+sinW(V義+Vz)+cos紐V)=/艇其中，w,^、《,7、^^分別為載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系的0、軸、OA軸、0^軸上的分量；/f、乂y、/^分別為載體相對(duì)慣性空間的線加速度在載體坐標(biāo)系的o^軸、O力軸、0^軸上的分量。至此，載體坐標(biāo)系中方位軸上慣性器件的常值偏差得到抵消；水平方向上慣性器件的常值偏差被調(diào)制成周期變化的量，經(jīng)過(guò)慣導(dǎo)系統(tǒng)中積分環(huán)節(jié)，該常值偏差對(duì)系統(tǒng)的作用為零。(6)將步驟(5)獲得的載體系下光纖陀螺的輸出值《:帶入慣導(dǎo)系統(tǒng)中采用四元數(shù)法對(duì)捷聯(lián)矩陣7;進(jìn)行更新其中W:為地球自轉(zhuǎn)角速度在導(dǎo)航系下的分量；《為導(dǎo)航坐標(biāo)系相對(duì)地球坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在導(dǎo)航系下的分量；f《為載體相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系上的分量。更新四元數(shù)和姿態(tài)矩陣設(shè)載體坐標(biāo)系相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)四元數(shù)為其中4、入、^分別表示載體坐標(biāo)系0^軸、OJ^軸、OZ^軸上的單位方向向量。四元數(shù)的即時(shí)修正可以通過(guò)解四元數(shù)微分方程。=丄2:來(lái)實(shí)現(xiàn)40_0一-《《010《-《《,&_2《-《0《j3-《《0其中W〖、《t、^:分別表示載體相對(duì)導(dǎo)航系的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系OX^軸、OA軸、0^軸上的分量。姿態(tài)矩陣;"的更新過(guò)程為10<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>2(仏《2+《0《3)W—仏2+a2—2(《2化_《。a)2(貓_貓)2(秘+鏈)《o2-仏2—《22+仏2(7)利用石英加速度計(jì)的輸出值力和步驟(6)計(jì)算的姿態(tài)矩陣7;，出經(jīng)過(guò)IMU旋轉(zhuǎn)調(diào)制后載體的速度和位置。1)計(jì)算導(dǎo)航系下加速度計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>2)計(jì)算載體的水平速度和位置根據(jù)^時(shí)刻的載體東向水平速度K(O和北向水平速度K(O，求取6時(shí)刻載體水平速度的變化率為在^時(shí)刻水平速度和載體位置分別為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>3)計(jì)算載體速度誤差和位置誤差其中KQ、K。分別表示初始時(shí)刻載體的東向和北向速度；a^、a^分別表示載體東向、北向速度的變化量；％、/1。分別表示初始時(shí)刻載體所處位置的經(jīng)度和緯度；a^、a/l分別表示載體的緯度、經(jīng)度的變化量；&、i^分別表示地球子午圈、卯酉圈的曲率半徑；一/2為慣導(dǎo)系統(tǒng)的解算過(guò)程中兩個(gè)相鄰的時(shí)間點(diǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明打破了傳統(tǒng)單軸旋轉(zhuǎn)不能補(bǔ)償三個(gè)方向上慣性器件常值偏差及雙軸旋轉(zhuǎn)所需的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)航解算算法的約束，提出一種旋轉(zhuǎn)軸與陀螺敏感軸成一定角度的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案，該方法可以將三軸方向上的慣性器件常值偏差進(jìn)行調(diào)制，有效地提高導(dǎo)航定位精度。對(duì)本發(fā)明有益的效果說(shuō)明如下在Matlab仿真條件下，對(duì)該方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)載體作三軸搖擺運(yùn)動(dòng)。載體以正弦規(guī)律繞縱搖軸、橫搖軸和航向軸搖擺，其數(shù)學(xué)模型為,，msin(,+&其中^、^、^分別表示縱搖角、橫搖角和航向角的搖擺角度變量；《,、L、^,分別表示相應(yīng)的搖擺角度幅值；％、《,、6V分別表示相應(yīng)的搖擺角頻率；A、A、《分別表示相應(yīng)的初始相位；w,=2冗/7;，/=6、7、yT表示相應(yīng)的搖擺周期，A:為初始航向角。仿真時(shí)取6>m=12°，&=15°，^/m=l(T，re=8s，T,10s，rv/=6s，A=0。載體初始位置北緯45.7796°，東經(jīng)126.6705。；初始姿態(tài)誤差角三個(gè)初始姿態(tài)誤差角均為零；赤道半徑ie=6378393.0m;橢球度e=3.367e-3;由萬(wàn)有引力可得的地球表面重力加速度g。=9.78049;地球自轉(zhuǎn)角速度(弧度/秒)7.2921158e-5;陀螺儀常值漂移0.01度/小時(shí)；加速度計(jì)零偏10-4g。；常數(shù)；r=3.1415926;利用發(fā)明所述方法得到載體姿態(tài)角誤差曲線、速度誤差曲線和位置誤差曲線分別如圖4、圖5、圖6所示。結(jié)果表明有搖擺干擾條件下，采用本發(fā)明方法可以獲得較高的定位精度。(四)圖1為本發(fā)明的基于IMU單軸旋轉(zhuǎn)的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法流程圖2為初始時(shí)刻IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的初始相對(duì)位置關(guān)系；圖3為IMU轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系；圖4為載體搖擺條件下，基于IMU靜止時(shí)的載體姿態(tài)角誤差實(shí)驗(yàn)曲線；圖5為載體搖擺條件下，基于IMU靜止時(shí)的載體速度誤差實(shí)驗(yàn)曲線；圖6為載體搖擺條件下，基于IMU靜止時(shí)的載體位置誤差實(shí)驗(yàn)曲線。圖7為載體搖擺條件下，本發(fā)明的基于IMU單軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)的載體姿態(tài)角誤差實(shí)驗(yàn)曲線；圖8為載體搖擺條件下，本發(fā)明的基于IMU單軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)的載體速度誤差實(shí)驗(yàn)曲線；圖9為載體搖擺條件下，本發(fā)明的基于IMU單軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)的載體位置誤差實(shí)驗(yàn)曲線。(五)具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述(1)利用全球定位系統(tǒng)GPS確定載體的初始位置參數(shù)(包括經(jīng)度、緯度)，將它們裝訂至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中。(2)光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱后采集光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)。其中，三個(gè)陀螺的常值漂移相等、三個(gè)加速度計(jì)零位偏差相等。根據(jù)加速度計(jì)的輸出與重力加速度的關(guān)系以及陀螺儀輸出與地球自轉(zhuǎn)角速率的關(guān)系初步確定此時(shí)載體的姿態(tài)信息(縱搖角e、橫搖角;r和航向角^/)完成系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)，建立慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始捷聯(lián)矩陣7T:cosycos^/—sin;ksin6sin^—cosSsin^/sinycosy+cos;ksin6sinycos;kcos^/+sin;ksin6sin^/cos6cos^/sinysiny—cos;ksin(9cos^/—sin;kcos6sin9cosycos6(i)(3)慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系軸正向旋轉(zhuǎn)45度(如附圖2),確定IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系之間的初始相對(duì)位置載體坐標(biāo)系與IMU坐標(biāo)系具有同一坐標(biāo)原點(diǎn)o，(化軸與OK軸相重合，ox,軸、oz,軸、ox^軸和oz,軸位于同一平面內(nèi)，但oz、,軸與(^軸的夾角為45"，oz、軸與ox6軸的夾角為90°-45°=45°。(4)確定兩坐標(biāo)系相對(duì)初始位置關(guān)系后，慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系方位軸c^正向以角速度W二6。〃連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)(如附圖3):IMU轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，IMU坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為cosaT—sinftT0001cos45'0sin45。010—sin4500cos45°cos(yfcos450-sinfijfcosffifsin45。sin<afcos45。cosfflTsin<aTsin45?！猻in45°0cos45°(2)(5)將慣性測(cè)量單元旋轉(zhuǎn)后光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到載體坐標(biāo)系下，得到慣性器件常值偏差的調(diào)制形式光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出值分別為《和,;v:(3)其中，<=-(rs6f<=[oo<，()'''表示矩陣.的轉(zhuǎn)秩，<、y;L為載體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)輸出。^、^、^為陀螺儀的漂移誤差，vx、v,為加速度計(jì)零位誤差。由于s系相對(duì)b系只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，所以《=0，故加速度計(jì)輸出可表示為^=r//;L+[V;cvv]7'。光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出從IMU坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的變換可以表示為《《《+<，"=c;6一—(4)慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系0^軸正向旋轉(zhuǎn)45度，三個(gè)陀螺的常值漂移相等，三個(gè)加速度計(jì)零位偏差相等，此時(shí)可以得到e:cos45。二^cos(9(T-45。)、Vzcos45。=cos(90'-45°)，載體坐標(biāo)系oz6軸方向上不受陀螺常值漂移和加速度計(jì)零位偏差的影響，此時(shí)載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度及載體相對(duì)慣性空間的線運(yùn)動(dòng)加速度在載體坐標(biāo)系的投影分別如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，《,t、?！?、c^分別為載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系的o^軸、OA軸、0^軸上的分量；乂f、y;，、y;f分別為載體相對(duì)慣性空間的線加速度在載體坐標(biāo)系的o^軸、0少6軸、o&軸上的分量。至此，載體坐標(biāo)系中方位軸上慣性器件的常值偏差得到抵消；水平方向上慣性器件的常值偏差被調(diào)制成周期變化的量，經(jīng)過(guò)慣導(dǎo)系統(tǒng)中積分環(huán)節(jié)，該常值偏差對(duì)系統(tǒng)的作用為零。(6)將步驟(5)獲得的載體系下光纖陀螺的輸出值^:帶入慣導(dǎo)系統(tǒng)中采用四元數(shù)法對(duì)捷聯(lián)矩陣7;進(jìn)行更新<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(6)其中W,:為地球自轉(zhuǎn)角速度在導(dǎo)航系下的分量；《為導(dǎo)航坐標(biāo)系相對(duì)地球坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在導(dǎo)航系下的分量；《為載體相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系上的分量。更新四元數(shù)和姿態(tài)矩陣設(shè)載體坐標(biāo)系相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)四元數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(7)其中4、厶、^分別表示載體坐標(biāo)系0^軸、OJ^軸、OZ^軸上的單位方向向:四元數(shù)的即時(shí)修正可以通過(guò)解四元數(shù)微分方程^=會(huì)2<來(lái)實(shí)現(xiàn):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(8)其巾《、《、《錢(qián)録維艦靴細(xì)翻艦鵬雄飾系、OX"由、OK軸、OA軸上的分量。姿態(tài)矩陣7T的更新過(guò)程如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(9)(7)利用石英加速度計(jì)的輸出值^和步驟(6)計(jì)算的姿態(tài)矩陣7;"，計(jì)算出經(jīng)過(guò)IMU旋轉(zhuǎn)調(diào)制后載體的速度和位置。1)計(jì)算導(dǎo)航系下加速度(10)2)計(jì)算載體的水平速度和位置根據(jù)^時(shí)刻的載體東向水平速度^(o和北向水平速度p;(0，求取^時(shí)刻載體水平速度的變化率為在^時(shí)刻水平速度和載體位置分別為(11)(12)雄2)=雄)+0廣。(13)3)計(jì)算載體速度誤差和位置誤差:(14)(15)其中K。、^。分別表示初始時(shí)刻載體的東向和北向速度；A^、A^分別表示載體東向、北向速度的變化量；％、A)分別表示初始時(shí)刻載體所處位置的經(jīng)度和緯度；Ap、A/l分別表示載體的緯度、經(jīng)度的變化量；&、i^分別表示地球子午圈、卯酉圈的曲率半徑；一^為慣導(dǎo)系統(tǒng)的解算過(guò)程中兩個(gè)相鄰的時(shí)間點(diǎn)。權(quán)利要求1、一種基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法，其特征在于包括以下步驟(1)利用全球定位系統(tǒng)GPS確定載體的包括經(jīng)度、緯度的初始位置參數(shù)，將它們裝訂至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中；(2)采集光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)，其中，三個(gè)陀螺的常值漂移相等、三個(gè)加速度計(jì)零位偏差相等，根據(jù)加速度計(jì)的輸出與重力加速度的關(guān)系以及陀螺儀輸出與地球自轉(zhuǎn)角速率的關(guān)系初步確定此時(shí)載體的縱搖角θ、橫搖角γ和航向角ψ姿態(tài)信息，完成系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)，建立慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始捷聯(lián)矩陣Tbn<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>b</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>cos</mi><mi>&psi;</mi><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>sin</mi><mi>&psi;</mi></mtd><mtd><mo>-</mo><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>sin</mi><mi>&psi;</mi></mtd><mtd><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>cos</mi><mi>&psi;</mi><mo>+</mo><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>sin</mi><mi>&psi;</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>cos</mi><mi>&psi;</mi><mo>+</mo><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>sin</mi><mi>&psi;</mi></mtd><mtd><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>cos</mi><mi>&psi;</mi></mtd><mtd><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>sin</mi><mi>&psi;</mi><mo>-</mo><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&theta;</mi><mi>cos</mi><mi>&psi;</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>cos</mi><mi>&theta;</mi></mtd><mtd><mi>sin</mi><mi>&theta;</mi></mtd><mtd><mi>cos</mi><mi></mi><mi>&gamma;</mi><mi>cos</mi><mi>&theta;</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>(3)慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系oyb軸正向旋轉(zhuǎn)45度，確定IMU坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系之間的初始相對(duì)位置載體坐標(biāo)系與IMU坐標(biāo)系具有同一坐標(biāo)原點(diǎn)o，oys軸與oyb軸相重合，oxs軸、ozs軸、oxb軸和ozb軸位于同一平面內(nèi)，但ozs軸與ozb軸的夾角為45°，ozs軸與oxb軸的夾角為90°-45°＝45°；(4)確定兩坐標(biāo)系相對(duì)初始位置關(guān)系后，慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系方位軸ozb正向以角速度ω＝6°/s連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；(5)將慣性測(cè)量單元旋轉(zhuǎn)后光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到載體坐標(biāo)系下，得到慣性器件常值偏差的調(diào)制形式光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出值分別為ωlss和flss<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>is</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ibd</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msup><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>x</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>y</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>z</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>+</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>bs</mi><mi>s</mi></msubsup></mrow>]]></math></maths><mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>f</mi><mi>is</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><msubsup><mi>f</mi><mi>ibd</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msup><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>x</mi></msub></mtd><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>y</mi></msub></mtd><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>z</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>bs</mi><mi>s</mi></msubsup></mrow>]]></math></maths>其中，<mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>bs</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>=</mo><mo>-</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>sb</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mi>&omega;</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0004"file="A2009100717330003C1.tif"wi="52"he="4"top="32"left="46"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>(·)T表示矩陣·的轉(zhuǎn)秩，ωibdb、fibdb為載體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)輸出。εx、εy、εz為陀螺儀的漂移誤差，id="icf0005"file="A2009100717330003C2.tif"wi="24"he="4"top="43"left="132"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>為加速度計(jì)零位誤差。由于s系相對(duì)b系只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，所以<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>f</mi><mi>bs</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0006"file="A2009100717330003C3.tif"wi="13"he="4"top="62"left="25"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>故加速度計(jì)輸出可表示為<mathsid="math0006"num="0006"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>f</mi><mi>is</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>b</mi><mi>s</mi></msubsup><msubsup><mi>f</mi><mi>ibd</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msup><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>x</mi></msub></mtd><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>y</mi></msub></mtd><mtd><msub><mo>&dtri;</mo><mi>z</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0007"file="A2009100717330003C4.tif"wi="51"he="5"top="62"left="93"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>光纖陀螺儀和加速度計(jì)的輸出從IMU坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的變換可以表示為<mathsid="math0007"num="0007"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ib</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mi>b</mi></msubsup><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>is</mi><mi>s</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>sb</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0008"file="A2009100717330003C5.tif"wi="28"he="4"top="90"left="73"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0008"num="0008"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>f</mi><mi>ib</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mi>b</mi></msubsup><msubsup><mi>f</mi><mi>is</mi><mi>s</mi></msubsup></mrow>]]></math>id="icf0009"file="A2009100717330003C6.tif"wi="17"he="4"top="90"left="106"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系oyb軸正向旋轉(zhuǎn)45度，三個(gè)陀螺的常值漂移相等，三個(gè)加速度計(jì)零位偏差相等，此時(shí)可以得到εzcos45°＝εxcos(90°-45°)、id="icf0010"file="A2009100717330003C7.tif"wi="52"he="4"top="123"left="25"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>載體坐標(biāo)系ozb軸方向上不受陀螺常值漂移和加速度計(jì)零位偏差的影響，此時(shí)載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度及載體相對(duì)慣性空間的線運(yùn)動(dòng)加速度在載體坐標(biāo)系的投影分別如下<mathsid="math0009"num="0009"><math><![CDATA[<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ib</mi><mi>bx</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ibd</mi><mi>bx</mi></msubsup><mo>+</mo><msqrt><mn>2</mn></msqrt><mo>/</mo><mn>2</mn><mi>cos</mi><mi>&omega;t</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>x</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi>&omega;t</mi><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>y</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ib</mi><mi>by</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ibd</mi><mi>by</mi></msubsup><mo>+</mo><msqrt><mn>2</mn></msqrt><mo>/</mo><mn>2</mn><mi>sin</mi><mi>&omega;t</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>x</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>cos</mi><mi>&omega;t</mi><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>y</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ib</mi><mi>bz</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ibd</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math></maths><mathsid="math0010"num="0010"><math><![CDATA[<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msubsup><mi>f</mi><mi>ib</mi><mi>bx</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>ibd</mi><mi>bx</mi></msubsup><mo>+</mo><msqrt><mn>2</mn></msqrt><mo>/</mo><mn>2</mn><mi>cos</mi><mi>&omega;t</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mo>&dtri;</mo><mi>x</mi></msub><mo>+</mo><msub><mo>&dtri;</mo><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi>&omega;t</mi><msub><mo>&dtri;</mo><mi>y</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>f</mi><mi>ib</mi><mi>by</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>ibd</mi><mi>by</mi></msubsup><mo>+</mo><msqrt><mn>2</mn></msqrt><mo>/</mo><mn>2</mn><mi>sin</mi><mi>&omega;t</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mo>&dtri;</mo><mi>x</mi></msub><mo>+</mo><msub><mo>&dtri;</mo><mi>z</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>cos</mi><mi>&omega;t</mi><msub><mo>&dtri;</mo><mi>y</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>f</mi><mi>ib</mi><mi>bz</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>ibd</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math></maths>其中，ωibbx、ωibby、ωibbz分別為載體相對(duì)慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系的oxb軸、oyb軸、ozb軸上的分量；fibbx、fibby、fibbz分別為載體相對(duì)慣性空間的線加速度在載體坐標(biāo)系的oxb軸、oyb軸、ozb軸上的分量；(6)將步驟(5)獲得的載體系下光纖陀螺的輸出值ωibb帶入慣導(dǎo)系統(tǒng)中采用四元數(shù)法對(duì)捷聯(lián)矩陣Tbn進(jìn)行更新<mathsid="math0011"num="0011"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ib</mi><mi>b</mi></msubsup><mo>-</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>b</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>ie</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>en</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>其中ωien為地球自轉(zhuǎn)角速度在導(dǎo)航系下的分量；ωenn為導(dǎo)航坐標(biāo)系相對(duì)地球坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在導(dǎo)航系下的分量；ωnbb為載體相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系上的分量；更新四元數(shù)和姿態(tài)矩陣設(shè)載體坐標(biāo)系相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)四元數(shù)為Q＝q0+q1ib+q2jb+q3kb其中ib、jb、kb分別表示載體坐標(biāo)系oxb軸、oyb軸、ozb軸上的單位方向向量；四元數(shù)的即時(shí)修正可以通過(guò)解四元數(shù)微分方程<mathsid="math0012"num="0012"><math><![CDATA[<mrow><mover><mi>Q</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mi>Q</mi><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>b</mi></msubsup></mrow>]]></math>id="icf0014"file="A2009100717330004C1.tif"wi="18"he="8"top="104"left="122"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>來(lái)實(shí)現(xiàn)<mathsid="math0013"num="0013"><math><![CDATA[<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mover><mi>q</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mover><mi>q</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>1</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mover><mi>q</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>2</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mover><mi>q</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>3</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bx</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>by</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bx</mi></msubsup></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>by</mi></msubsup></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>by</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bx</mi></msubsup></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bz</mi></msubsup></mtd><mtd><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>by</mi></msubsup></mtd><mtd><mo>-</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>nb</mi><mi>bx</mi></msubsup></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>其中ωnbbx、ωnbby、ωnbbz分別表示載體相對(duì)導(dǎo)航系的運(yùn)動(dòng)角速度在載體坐標(biāo)系oxb軸、oyb軸、ozb軸上的分量。姿態(tài)矩陣Tbn的更新過(guò)程如下<mathsid="math0014"num="0014"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>b</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msubsup><mi>q</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup></mtd><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><msubsup><mi>q</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup></mtd><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>q</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><msubsup><mi>q</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>q</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>(7)利用石英加速度計(jì)的輸出值fibb和步驟(6)計(jì)算的姿態(tài)矩陣Tbn，計(jì)算出經(jīng)過(guò)IMU旋轉(zhuǎn)調(diào)制后載體的速度和位置。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法，其特征在于所述的確定兩坐標(biāo)系相對(duì)初始位置關(guān)系后，慣性測(cè)量單元繞載體坐標(biāo)系方位軸ozA正向以角速度《=6°/S連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)步驟中，IMU轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，IMU坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法，其特征在于所述的計(jì)算出經(jīng)過(guò)IMU旋轉(zhuǎn)調(diào)制后載體的速度和位置的方法為1)計(jì)算導(dǎo)航系下加速度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2)計(jì)算載體的水平速度和位置根據(jù)^時(shí)刻的載體東向水平速度^(o和北向水平速度&)，求取6時(shí)刻載體水平速度的變化率為^(0=廣+(2<+《)^")在^時(shí)刻水平速度和載體位置分別為，尺,、^c，3)計(jì)算載體速度誤差和位置誤差iAW,2)—^。其中Ko、^。分別表示初始時(shí)刻載體的東向和北向速度；A^、A^分別表示載體東向、北向速度的變化量；％、^分別表示初始時(shí)刻載體所處位置的經(jīng)度和緯度；Ap、A/l分別表示載體的緯度、經(jīng)度的變化量；AP、A^分別表示地球子午圈、卯酉圈的曲率半徑；A、^為慣導(dǎo)系統(tǒng)的解算過(guò)程中兩個(gè)相鄰的時(shí)間點(diǎn)。全文摘要本發(fā)明提供的是一種基于單軸旋轉(zhuǎn)的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差抑制方法。確定載體的初始位置參數(shù)；采集光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)；對(duì)加速度計(jì)的輸出與重力加速度的關(guān)系以及陀螺儀輸出與地球自轉(zhuǎn)角速率的關(guān)系確定載體的姿態(tài)信息并完成系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)；慣性測(cè)量單元坐標(biāo)系繞載體坐標(biāo)系oy_b軸正向旋轉(zhuǎn)45度并確定兩坐標(biāo)系之間的初始相對(duì)位置；IMU繞載體坐標(biāo)系方位軸oz_b正向以角速度ω＝6°/s連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；將IMU旋轉(zhuǎn)后光纖陀螺儀和石英加速度計(jì)生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到載體坐標(biāo)系下，得到慣性器件常值偏差的調(diào)制形式；利用光纖陀螺的輸出值ω_ib^b對(duì)捷聯(lián)矩陣T_bⁿ進(jìn)行更新；計(jì)算IMU旋轉(zhuǎn)調(diào)制后載體的速度和位置；本發(fā)明將三軸方向上的慣性器件常值偏差進(jìn)行調(diào)制，提高導(dǎo)航定位精度。文檔編號(hào)G01C25/00GK101514899SQ20091007173公開(kāi)日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年4月8日優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日發(fā)明者奔粵陽(yáng),偉孫,楓孫,孫巧英,鑫張,李國(guó)強(qiáng),柴永利,王文靜,趙彥雷,偉高申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)